EP0651152A1 - Procédé de commande d'une pompe à carburant de moteur à combustion interne - Google Patents
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- F02D2200/0602—Fuel pressure
Definitions
- the present invention relates to a control method for driving the fuel pump of an internal combustion engine fitted in particular to a motor vehicle.
- the present invention relates more particularly to a control method intended to promote the pressurization of the engine fuel circuit before starting the latter.
- the supply circuit of an internal combustion engine conventionally comprises a circuit for supplying pressurized fuel from a storage tank to the electro-injectors controlled by an electronic engine control system which determines the quantity of fuel to be injected according to the engine operating conditions.
- the injectors are supplied with fuel at a constant pressure, the quantity of fuel injected then being determined by the duration of opening of the injectors or injection time.
- the fuel system is therefore equipped with an electric pump which delivers the fuel at a given pressure regardless of the engine operating speed.
- the implementation of this pump is directly controlled by the electronic engine control system which determines the operating range of the pump so as to avoid any risk of accidental fuel leakage.
- the pump is only activated after the starter drive and it is stopped as soon as the engine stops.
- the fuel pump is actuated early for a predetermined period, also called time delay, as soon as the ignition is on, that is to say as soon as the engine control system is under pressure.
- a predetermined period also called time delay
- the fuel circuit is already under pressure when the starter is actuated, which makes it possible to immediately inject the desired quantities of fuel.
- This time delay is traditionally constant for a given engine and is relatively short of the order of a few seconds, for safety reasons. However, it turns out that such a time delay is insufficient to ensure the pressurization of the fuel system under certain circumstances and in particular when the fuel system is empty, which is the case when leaving the production lines.
- the object of the present invention is therefore to eliminate this drawback of the prior art by proposing a method of controlling the fuel pump of an internal combustion engine according to which the delay time is adapted in anticipation of the needs of the engine. .
- the method according to the invention is more particularly intended for controlling a fuel pump equipping the fuel circuit of an internal combustion engine of a motor vehicle, the fuel pump being of the electric drive type and being controlled by the engine control.
- this control method consists in actuating the fuel pump in advance when the electronic engine control system is energized for a predetermined delay period.
- the method of controlling the fuel pump is characterized in that the duration of the delay period is adjusted according to predetermined criteria.
- the delay period is adjusted according to predetermined engine operating criteria.
- the delay period is only adjusted subject to an authorization protocol triggered by an operator.
- the delay period is adjusted as a function of the fuel pressure prevailing in the fuel circuit.
- the delay period can only take two values, a first value normally used each time the electronic engine control system is powered up, and a second value used only under predetermined circumstances, the first delay period then being significantly shorter than the second delay period.
- the second delay period or long delay is more particularly intended to be used when the fuel line is empty.
- the long delay is more particularly intended to be used before the engine performs its first start.
- the long time delay is used after the engine control system has detected the sending by an operator of a predetermined signal and on the condition that the engine has never been run before.
- the predetermined signal is defined by the bottom-to-bottom position of the accelerator pedal.
- the engine is considered to have operated when it has reached a predetermined speed of rotation.
- the fuel injection system for an internal combustion engine shown in FIG. 1 conventionally comprises a circuit 10 for supplying pressurized fuel from the fuel tank 4 to the electro-injectors 9.
- the electro-injectors 9 are controlled by an electronic engine control system 3 which determines the opening time of the different injectors and therefore the quantity of fuel injected.
- the fuel supply circuit 10 includes an electrically driven pressure pump 5. Inside the pump 5, a safety valve avoids overpressures and at the outlet, a non-return valve prevents the circuit from being primed when the engine stops.
- the pump 5 sends the fuel through a filter 6, then into the injection manifold 7 which communicates with the different injectors.
- the differential injection pressure, between the fuel supply circuit and the intake manifold, is kept constant, whatever the flow rate of the injectors 9, by the pressure regulator 8 which monitors the return flow rate to the tank 4 , excess fuel.
- the engine control system 3 conventionally comprises a computer comprising a central unit or CPU, a random access memory or RAM, a read only memory or ROM, analog-digital converters and various input and output interfaces.
- the engine control system 3 receives various input signals characteristic of the operation of the engine: load, speed, water temperature, manifold pressure, etc. It performs operations and in turn generates output signals for the organs directly controlled, in particular the fuel injectors 9 and the fuel pump 5.
- the engine control system 3 therefore comprises, in accordance with FIG. 2, an output 22 comprising a controlled switch such as a transistor 23, controlling the energization of a relay 24 connected to the + terminal. of the vehicle battery by means of a connection line 25 cooperating with a contactor, not shown, actuated by the vehicle ignition key (+ APC), to avoid any untimely start-up of the fuel pump.
- a controlled switch such as a transistor 23
- a connection line 25 cooperating with a contactor, not shown, actuated by the vehicle ignition key (+ APC), to avoid any untimely start-up of the fuel pump.
- the triggering of the relay 24 then closes the line 28 directly connecting the battery (VBD) to the fuel pump 3 and therefore the drive of the latter.
- the engine control system 3 controls the actuation of the pump fuel 5 in advance during a so-called delay period, as soon as the ignition is switched on.
- the ignition is determined either directly by recognizing the transition from "off” to "on” key or directly by switching on the engine control system 3.
- the method of controlling the fuel pump according to invention therefore consists in adjusting this time delay according to certain predetermined criteria.
- FIG. 3 thus schematically presents an algorithm intended to adapt the time delay during the very first start of the engine while the vehicle which it equips leaves the assembly line.
- the engine control system has two predetermined time delay values: a value Tl of around 30 s only intended for the first start-up so as to allow the pressurization of the initially empty fuel circuit and a value Tc of approx. 1 s for subsequent starts.
- the choice of the long time delay value Tl by the engine control system 3 is then determined by the combination of two distinct criteria: the absence of any previous operation of the engine and the recognition of a particular signal caused voluntarily by an operator and which is recognized by the engine control system when it is switched on, for example the accelerator pedal in the bottom-up position.
- This signal is identified either directly at from a potentiometer linked to the accelerator pedal, or indirectly from the full load position of the throttle valve.
- the combination of the two criteria makes it possible to use the long time delay Tl with maximum security.
- the timer Tl is only triggered by a specific manipulation defining an authorization protocol, which eliminates the risks of unexpected triggering which could lead to a long and dry rotation of the fuel pump. Furthermore, the subsequent user of the vehicle cannot recreate the conditions for launching the long delay.
- the method consists first of all in coming to read the content of a specific memory box FLAGDEM from the computer 3 (non-volatile memory EEPROM) which characterizes the fact that the engine has already operated or not.
- This memory box initially set to "0”, is set to "1" as soon as the engine has run.
- To determine that the engine has operated we can take for example as a criterion, the fact that it has rotated above a given rotation speed (1000rpm), we assign the code "1" to this box .
- the strategy for recognizing engine operation and updating the content of the FLAGDEM register is classic and has not been figured.
- Reading the content of the FLAGDEM register determines the timeout value. If the content is "1", then the short time delay Tc is systematically used. The transistor 23 is therefore closed for a duration equal to Tc.
- the engine control system then waits for the authorization protocol, it therefore waits for a given period of time for reception of a predetermined signal, for example positioning the bottom of the accelerator pedal.
- a predetermined signal for example positioning the bottom of the accelerator pedal.
- the method according to the invention therefore allows in a simple manner, by simple modification of the control program of the computer 3 and without any specific device being necessary, to use a time delay Tl adapted to the first start-up, which makes it possible to reduce the time of the first start-up and therefore avoid overheating of the starter and battery wear. Once the vehicle has started, the time delay returns to the value Tc, which ensures particularly safe engine operation.
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Abstract
Description
- La présente invention concerne un procédé de commande pour l'entraînement de la pompe à carburant d'un moteur à combustion interne équipant notamment un véhicule automobile. La présente invention concerne plus particulièrement un procédé de commande destiné à favoriser la mise sous pression du circuit de carburant du moteur avant le démarrage de ce dernier.
- Le circuit d'alimentation d'un moteur à combustion interne comprend classiquement un circuit d'amenée du carburant sous pression depuis un réservoir de stockage jusqu'aux électro-injecteurs commandés par un système électronique de contrôle moteur qui détermine la quantité de carburant à injecter suivant les conditions de fonctionnement du moteur. Traditionnellement les injecteurs sont alimentés en carburant sous une pression constante, la quantité de carburant injectée étant alors déterminée par la durée d'ouverture des injecteurs ou temps d'injection.
- Le circuit de carburant est donc équipé d'une pompe électrique qui refoule le carburant à une pression donnée quelque soit le régime de fonctionnement du moteur. La mise en oeuvre de cette pompe est directement commandée par le système électronique de contrôle moteur qui détermine la plage de fonctionnement de la pompe de façon à éviter tout risque de fuite accidentelle du carburant. Ainsi la pompe n'est actionnée qu'après l'entraînement du démarreur et elle est arrêtée sitôt l'arrêt du moteur.
- Pour faciliter le démarrage du moteur, on autorise toutefois l'actionnement anticipé de la pompe à carburant pendant une durée prédéterminée, encore appelée temporisation, dès que le contact a été mis c'est-à-dire dès que le système de contrôle moteur est sous tension. Ainsi le circuit de carburant est déjà sous pression lorsque le démarreur est actionné, ce qui permet d'injecter immédiatement les quantités de carburant voulues.
- Cette temporisation est traditionnellement constante pour un moteur donné et est relativement brève de l'ordre de quelques secondes, pour des questions de sécurité. Or il s'avère qu'une telle temporisation est insuffisante pour assurer la mise sous pression du circuit de carburant dans certaines circonstances et notamment lorsque le circuit de carburant est vide, ce qui est le cas au sortir des chaînes de fabrication.
- Il en résulte donc dans ces circonstances particulières, un actionnement relativement long du démarreur pour laisser le temps à la pression de carburant de monter et permettre ainsi d'opérer l'injection de quantités suffisantes de carburant. Cet actionnement plus ou moins prolongé du démarreur peut se révéler dommageable pour la durée de vie de la batterie électrique et du démarreur du véhicule qui sont alors très fortement sollicités.
- L'objet de la présente invention est donc de supprimer cet inconvénient de l'art antérieur en proposant un procédé de commande de la pompe à carburant d'un moteur à combustion interne selon lequel la durée de temporisation est adaptée en prévision des besoins du moteur.
- Le procédé selon l'invention, est plus particulièrement destiné à commander une pompe à carburant équipant le circuit de carburant d'un moteur à combustion interne de véhicule automobile, la pompe à carburant étant du type à entraînement électrique et étant pilotée par le système de contrôle moteur. ce procédé de commande consiste à actionner la pompe à carburant de façon anticipée lors de la mise sous tension du système électronique de contrôle moteur pendant une période de temporisation prédéterminée.
- Selon l'invention, le procédé de commande de la pompe à carburant est caractérisé en ce que la durée de la période de temporisation est ajustée en fonction de critères prédéterminés.
- Selon une autre caractéristique du procédé de commande d'une pompe à carburant conformément à l'invention, la période de temporisation est ajustée suivant des critères de fonctionnement prédéterminés du moteur.
- Selon une autre caractéristique du procédé de commande d'une pompe à carburant conformément à l'invention, la période de temporisation n'est ajustée que sous réserve d'un protocole d'autorisation déclenché par un opérateur.
- Selon une autre caractéristique du procédé de commande d'une pompe à carburant conformément à l'invention, la période de temporisation est ajustée en fonction de la pression du carburant régnant dans le circuit de carburant.
- Selon une autre caractéristique du procédé de commande d'une pompe à carburant conformément à l'invention, la période de temporisation ne peut prendre que deux valeurs, une première valeur utilisée normalement à chaque mise sous tension du système électronique de contrôle moteur, et une seconde valeur utilisée seulement lors de circonstances prédéterminées, la première période de temporisation étant alors sensiblement plus courte que la seconde période de temporisation.
- Selon une autre caractéristique du procédé de commande d'une pompe à carburant conformément à l'invention, la seconde période de temporisation ou temporisation longue est plus particulièrement destinée à être utilisée lorsque le conduit de carburant est vide.
- Selon une autre caractéristique du procédé de commande d'une pompe à carburant conformément à l'invention, la temporisation longue est plus particulièrement destinée à être utilisée avant que le moteur n'effectue son premier démarrage.
- Selon une autre caractéristique du procédé de commande d'une pompe à carburant conformément à l'invention, la temporisation longue est utilisée après que le système de contrôle moteur ait détecté l'envoi par un opérateur d'un signal prédéterminé et à la condition que le moteur n'est jamais fonctionné auparavant.
- Selon une autre caractéristique du procédé de commande d'une pompe à carburant conformément à l'invention, le signal prédéterminé est défini par la position pied à fond de la pédale d'accélérateur.
- Selon une autre caractéristique du procédé de commande d'une pompe à carburant conformément à l'invention, le moteur est considéré comme ayant fonctionné lorsqu'il a atteint une vitesse de rotation prédéterminée.
- On comprendra mieux les buts, aspects et avantages de la présente invention, d'après la description donnée ci-après d'un mode de réalisation de l'invention, donné à titre d'exemple non limitatif, en se référant au dessin annexé, dans lequel :
- la figure 1 est une vue schématique du circuit de carburant d'un moteur à combustion interne ;
- la figure 2 est un schéma électrique partiel de la commande de la pompe à carburant par le système de contrôle moteur ;
- la figure 3 est un schéma fonctionnel précisant les différentes étapes du procédé selon l'invention.
- Seuls les éléments nécessaires à la compréhension de l'invention ont été représentés. Pour faciliter la lecture des dessins, les mêmes éléments portent les mêmes références d'une figure à l'autre.
- Le système d'injection de carburant pour un moteur à combustion interne représenté à la figure 1 comprend classiquement un circuit 10 d'amenée du carburant sous pression depuis le réservoir de carburant 4 jusqu'aux électro-injecteurs 9. Les électro-injecteurs 9 sont pilotés par un système électronique de contrôle moteur 3 qui détermine le temps d'ouverture des différents injecteurs et donc la quantité de carburant injectée.
- Le circuit d'amenée du carburant 10 comprend une pompe refoulante 5 entraînée électriquement. A l'intérieur de la pompe 5, une soupape de sécurité évite les surpressions et à la sortie, un clapet anti-retour évite le désamorçage du circuit à l'arrêt du moteur. La pompe 5 envoie le carburant à travers un filtre 6, puis dans la rampe d'injection 7 qui communique avec les différents injecteurs. La pression différentielle d'injection, entre le circuit d'amenée du carburant et le collecteur d'admission, est maintenue constante, quel que soit le débit des injecteurs 9, par le régulateur de pression 8 qui surveille le débit de retour au réservoir 4, du carburant en excès.
- Le système de contrôle du moteur 3 comprend classiquement un calculateur comportant une unité centrale ou CPU, une mémoire vive ou RAM, une mémoire morte ou ROM, des convertisseurs analogiques-numériques et différentes interfaces d'entrées et de sorties.
- Le système de contrôle moteur 3 reçoit différents signaux d'entrée caractéristiques du fonctionnement du moteur : charge, régime, température d'eau, pression collecteur, etc... Il effectue des opérations et génère à son tour des signaux de sortie à destination des organes contrôlés directement et notamment des injecteurs de carburant 9 et de la pompe à carburant 5.
- Pour activer la pompe à carburant le système de contrôle moteur 3 comporte donc, conformément à la figure 2, une sortie 22 comportant un interrupteur piloté tel qu'un transistor 23, commandant la mise sous tension d'un relais 24 connecté à la borne + de la batterie du véhicule grâce à une ligne de liaison 25 coopérant avec un contacteur non figuré actionné par la clef de contact du véhicule (+APC), pour éviter toute mise en route intempestive de la pompe à carburant.
- Le déclenchement du relais 24 opère alors la fermeture de la ligne 28 reliant directement la batterie (VBD) à la pompe à carburant 3 et donc l'entraînement de cette dernière.
- Classiquement, le système de contrôle moteur 3 commande l'actionnement de la pompe à carburant 5 de façon anticipée pendant une période dite de temporisation, dès que le contact est mis. La mise du contact est déterminée soit directement par la reconnaissance de la transition clé "off" - clé "on" ou encore directement par la mise sous tension du système de contrôle moteur 3. Le procédé de commande de la pompe à carburant selon l'invention consiste donc à ajuster cette temporisation selon certains critères prédéterminés.
- La figure 3 présente ainsi schématiquement un algorithme destiné à adapter la temporisation lors du tout premier démarrage du moteur alors que le véhicule qu'il équipe quitte la chaîne de montage.
- Pour ce faire, le système de contrôle moteur dispose de deux valeurs de temporisation prédéterminées : une valeur Tl d'environs 30 s uniquement destinée au premier démarrage de façon à permettre la mise en pression du circuit de carburant initialement vide et une valeur Tc d'environ 1 s pour les démarrages suivants.
- Le choix de la valeur de temporisation longue Tl par le système de contrôle moteur 3 est alors déterminé par la combinaison de deux critères distincts : l'absence de tout fonctionnement antérieur du moteur et la reconnaissance d'un signal particulier provoqué volontairement par un opérateur et qui est reconnu par le système de contrôle moteur lors de sa mise sous contact, par exemple la pédale d'accélérateur en position pied à fond. Ce signal est repéré soit directement à partir d'un potentiomètre lié à la pédale d'accélération, soit indirectement à partir de la position pleine charge du papillon des gaz.
- La combinaison des deux critères permet d'utiliser la temporisation longue Tl avec le maximum de sécurité. La temporisation Tl n'est déclenchée que par une manipulation particulière définissant un protocole d'autorisation, ce qui supprime les risques de déclenchement inopinés qui pourrait conduire à une rotation longue et à sec de la pompe à carburant. Par ailleurs, l'utilisateur ultérieur du véhicule ne peut pas recréé les conditions de lancement de la temporisation longue.
- Pour ce faire, le procédé consiste d'abord à venir lire le contenu d'une case mémoire spécifique FLAGDEM du calculateur 3 (mémoire non volatile EEPROM) qui caractérise le fait que le moteur ait déjà fonctionné ou non. Cette case mémoire initialement à "0", est mise à "1" dès que le moteur a fonctionné. Pour déterminer que le moteur à fonctionné, on peut prendre par exemple comme critère, le fait que celui-ci ait tourné au-dessus d'un régime de rotation donné (1000tr/mm), on affecte le code "1" à cette case. La stratégie de reconnaissance du fonctionnement moteur et de mise à jour du contenu du registre FLAGDEM est classique et n'a pas été figurée.
- La lecture du contenu du registre FLAGDEM détermine alors la valeur de temporisation. Si le contenu est "1", on utilise alors systématiquement la temporisation courte Tc. Le transistor 23 est donc fermé pendant une durée égale à Tc.
- Si le contenu est "0", le système de contrôle moteur se met alors en attente du protocole d'autorisation, il attend donc pendant une période de temps donnée la réception d'un signal prédéterminé, par exemple le positionnement pied à fond de la pédale d'accélération. On observe donc l'information position du papillon des gaz PA fournie au calculateur 3 par un capteur spécifique et qui est utilisée par ailleurs pour le calcul du temps d'injection, de façon à repérer la position pleine charge, PAPF, correspondant à la position pied à fond de la pédale d'accélérateur. Soit le signal est repéré et alors on utilise la temporisation longue Tl, soit le signal n'est pas repéré et on utilise alors la temporisation Tc.
- Un certains nombre de sécurités, non détaillées sur l'organigramme de la figure 3 accompagnent la mise en oeuvre du procédé. Ainsi la temporisation longue Tl est immédiatement stoppée par la coupure du contact, ce qui assure la sécurité du système en cas de défaillance du circuit de carburant : fuite de carburant. Par ailleurs, en cas de défaut mémoire ou de défaillance du capteur papillon, on utilise systématiquement la temporisation courte Tc.
- Le procédé selon l'invention permet donc de façon simple, par simple modification du programme de commande du calculateur 3 et sans qu'aucun appareil spécifique soit nécessaire, d'utiliser une temporisation Tl adaptée au premier démarrage, ce qui permet de diminuer le temps de la première mise en route et donc d'éviter l'échauffement du démarreur et l'usure de la batterie. Une fois le véhicule démarré, la temporisation reprend la valeur Tc ce qui assure un fonctionnement particulièrement sûr du moteur.
- Il est possible de prévoir la remise à "0" du registre FLAGDEM lors d'une intervention après-vente affectant le circuit de carburant (changement du réservoir, etc.) pour permettre à nouveau une temporisation longue Tl.
- Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée au mode de réalisation décrit et illustré qui n'a été donné qu'à titre d'exemple.
- Au contraire, l'invention comprend tous les équivalents techniques des moyens décrits ainsi que leurs combinaisons si celles-ci sont effectuées suivant son esprit.
- Ainsi, si on peut envisager d'adapter la valeur de la temporisation pour répondre à telle ou telle circonstance particulière de fonctionnement du véhicule, on peut également envisager d'adapter la valeur de la temporisation lors de chaque mise en route, par exemple à partir de l'information pression du carburant dans le circuit de carburant délivré par un capteur de pression disposé sur la rampe d'injection 7, la temporisation étant alors prolongée, sous réserve d'une durée maximum de sécurité, jusqu'à ce que la pression régnant dans le circuit d'admission atteigne la pression prédéterminée de fonctionnement des électro-injecteurs 9.
Claims (10)
- [1] Procédé de commande d'une pompe à carburant (5) équipant le circuit de carburant (10) d'un moteur à combustion interne (1) de véhicule automobile, la pompe à carburant (5) étant du type à entraînement électrique et étant pilotée par le système de contrôle moteur (3), consistant à actionner la pompe à carburant (5) de façon anticipée lors de la mise sous tension du système électronique de contrôle moteur (3) pendant une période de temporisation prédéterminée (T), caractérisé en ce que la durée de la période de temporisation est ajustée en fonction de critères prédéterminés (PAPF).
- [2] Procédé de commande d'une pompe à carburant (5) selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite période de temporisation (T) est ajustée suivant des critères de fonctionnement prédéterminés du moteur (1).
- [3] Procédé de commande d'une pompe à carburant (5) selon la revendication 2, caractérisé en ce que ladite période de temporisation (T) n'est ajustée que sous réserve d'un protocole d'autorisation (PAPF) déclenché par un opérateur.
- [4] Procédé de commande d'une pompe à carburant (5) selon la revendication 2, caractérisé en ce que ladite période de temporisation (T) est ajustée en fonction de la pression du carburant régnant dans le circuit de carburant.
- [5] Procédé de commande d'une pompe à carburant (5) selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la période de temporisation (T) peut prendre deux valeurs, une première valeur (Tc) utilisée normalement à chaque mise sous tension du système électronique de contrôle moteur (3), et une seconde valeur (Tl) utilisée seulement lors de circonstances prédéterminées, la première période de temporisation (Tc) étant sensiblement plus courte que la seconde période de temporisation (Tl).
- [6] Procédé de commande d'une pompe à carburant (5) selon la revendication 5, caractérisé en ce que la seconde période de temporisation (Tl) est plus particulièrement destinée à être utilisée lorsque le conduit de carburant (10) est vide.
- [7] Procédé de commande d'une pompe à carburant (5) selon la revendication 6, caractérisé en ce que la seconde période de temporisation (Tl) est plus particulièrement destinée à être utilisée avant que le moteur (1) n'effectue son premier démarrage.
- [8] Procédé de commande d'une pompe à carburant (5) selon la revendication 7, caractérisé en ce que ladite seconde période de temporisation (Tl) est utilisée après que le système de contrôle moteur (3) ait détecté l'envoi par un opérateur d'un signal prédéterminé (PAPF) et à la condition que le moteur (1) n'est jamais fonctionné auparavant.
- [9] Procédé de commande d'une pompe à carburant (5) selon la revendication 8, caractérisé en ce que ledit signal prédéterminé est défini par la position pied à fond de la pédale d'accélérateur.
- [10] Procédé de commande d'une pompe à carburant (5) selon l'une quelconque des revendications 8 à 9, caractérisé en ce que le moteur est considéré comme ayant fonctionné lorsqu'il a atteint une vitesse de rotation prédéterminée.
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