WO1997015756A1 - Systeme d'injection de carburant dans un moteur a combustion interne - Google Patents

Systeme d'injection de carburant dans un moteur a combustion interne Download PDF

Info

Publication number
WO1997015756A1
WO1997015756A1 PCT/FR1996/001601 FR9601601W WO9715756A1 WO 1997015756 A1 WO1997015756 A1 WO 1997015756A1 FR 9601601 W FR9601601 W FR 9601601W WO 9715756 A1 WO9715756 A1 WO 9715756A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
fuel
engine
control
pressure
injection
Prior art date
Application number
PCT/FR1996/001601
Other languages
English (en)
Inventor
Cornel Stan
Jean-Louis Lefebvre
Original Assignee
Peugeot Motocycles S.A.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Peugeot Motocycles S.A. filed Critical Peugeot Motocycles S.A.
Priority to EP96934907A priority Critical patent/EP0857253A1/fr
Priority to AU73047/96A priority patent/AU7304796A/en
Publication of WO1997015756A1 publication Critical patent/WO1997015756A1/fr

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M63/00—Other fuel-injection apparatus having pertinent characteristics not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00; Details, component parts, or accessories of fuel-injection apparatus, not provided for in, or of interest apart from, the apparatus of groups F02M39/00 - F02M61/00 or F02M67/00; Combination of fuel pump with other devices, e.g. lubricating oil pump
    • F02M63/06—Use of pressure wave generated by fuel inertia to open injection valves
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M2200/00—Details of fuel-injection apparatus, not otherwise provided for
    • F02M2200/40—Fuel-injection apparatus with fuel accumulators, e.g. a fuel injector having an integrated fuel accumulator

Definitions

  • Fuel injection system in an internal combustion engine is provided.
  • the present invention relates to a fuel injection system in an internal combustion engine.
  • These fuel supply systems include, for example, so-called indirect injection systems, in which the fuel is injected into the air supply duct or ducts of the engine or direct injection, in which the fuel is injected directly into the combustion chamber (s) of the engine.
  • indirect injection systems in which the fuel is injected into the air supply duct or ducts of the engine
  • direct injection in which the fuel is injected directly into the combustion chamber (s) of the engine.
  • these systems also make it possible to considerably reduce the basic polluting emissions of two-stroke engines with sweeping by crankcase pump and powered by carburetor.
  • air-assisted fuel injection systems or liquid fuel injection systems such as, for example, water hammer effect systems have been developed in the state of the art.
  • control means manage the opening and closing of this control valve during the engine operating cycle, so that the opening of the valve causes a flow of fuel from the means accumulation towards the tank, while the closing thereof causes water hammer, a pressure wave in the connection means, allowing fuel to be injected into the engine via the means of injection.
  • the quantity of fuel injected into the engine depends on the amplitude of the fuel pressure wave in the connection and injection means, this amplitude depending itself on the speed of the fuel in the connection means.
  • this speed is controlled in the prior art, by the duration of opening of the control valve.
  • the greater the duration of opening of the valve the higher the speed of the fuel in the connection means at the time of closing of the valve is high, the greater the amplitude of the pressure wave in the connection means and the greater the amount of fuel injected into the engine, and vice versa.
  • the instant of injection into the engine operating cycle is also controlled by the control means which make it possible to control the opening time of the valve and therefore, for example, to anticipate this opening instant. in the valve operating cycle as the quantity of fuel to be injected increases, to obtain a fixed injection instant in the engine operating cycle.
  • the choice of the value of the pressure in the accumulation means is guided by the maximum quantity of fuel to be injected into the engine and by the operating frequency thereof, which taking into account the uniqueness of the parameter for controlling the quantity injected, indicated previously, leads to a limitation of the possible operating range of the motor on the one hand, by an imprecision of the control times relative to the response times of the system on the small quantities injected and d on the other hand, by the impossibility of supplying the energy necessary to create this pressure when the engine is operating on points of low power.
  • This control system usable in injection systems operating by water hammer effect, relates to a pump energy supply based on the combination of a constant current and a variable voltage whose value is a function of the pres ⁇ sion in the means of accumulation.
  • a pressure sensor connected to the accumulation means delivers the pressure information necessary for a computer for the correction of the supply voltage values of the pump.
  • the second patent describes, within the framework of a water hammer injection system, a device which allows a finer adaptation between on the one hand, the fuel flow control means and on the other hand, the fuel speed obtained by the opening time and the operating frequency of the control valve.
  • This device actually controls the flow of fuel through a control unit that manages the control valve and a flow control valve.
  • This combined control provides finer adjustment of the system than in the previous cases, but results in a large quantity of fuel being pumped directly from the regulating valve to the tank.
  • This pump which ensures the flow of fuel to be accelerated and the control valve which brakes the fuel to achieve the water hammer effect, are connected to a common control unit, with the aim of achieving an adaptation between the fuel flow and the opening time of the valve.
  • the object of the invention is therefore to solve these problems.
  • Document DE-A-42 06 817 in the name of FICHT also relates to the field of fuel injection in an internal combustion engine and describes a fuel injection device in which a piston pump is associated with means for temporarily storing a certain volume of fuel.
  • the pump piston moves along a so-called “dead” stroke, during which this piston encounters a very low displacement resistance, insofar as the volume corresponding fuel is transferred to the storage means.
  • this injection device is based on the use of a phenomenon other than the water hammer phenomenon as described in the present application, insofar as in this prior document, the pressure pulse is generated in the fuel by dissipation of the kinetic energy of the piston of the pump, whereas in the system according to the invention, the pressure wave is created by dissipation of the kinetic energy of the fuel, this kinetic energy of the fuel being obtained by piloting the valve. 7/15756 PO7FR96 / 01601
  • the subject of the invention is therefore a system for injecting fuel into an internal combustion engine, of the type comprising:
  • control means of the control valve are adapted to control the instant and the duration of opening of the latter.
  • the operating conditions of the engine further include the operating regime and the load thereof.
  • - Fig.l shows a block diagram illustrating the structure of an injection system, by water hammer, fuel in an internal combustion engine, state of the art
  • - Fig.2 illustrates the operation of such a system
  • - Fig.3 shows a block diagram illustrating the structure of an embodiment of a system of injection, by water hammer effect, of fuel in an internal combustion engine according to the invention
  • - Fig.4 illustrates the operation of such a system.
  • a system of fuel injection by water hammer effect in an internal combustion engine, conventionally comprises a fuel tank designated by the general reference 1 in this figure. .
  • This fuel tank is connected to means for accumulating fuel under pressure designated by the general reference 2, these means for accumulating fuel under pressure comprising for example an accumulator designated by the general reference 3 in this figure, a fuel pump 4, a filter 5 and pressure regulating means 6, connected in parallel between the outlet of the fuel pump 4 and the tank 1. Furthermore, connection means designated by the general reference 7 in this figure, are also provided between the means 2 for accumulating fuel under pressure and means for injecting carbu ⁇ rant into the engine, designated by the general reference 8 in this figure.
  • connection means generally comprise a fuel acceleration duct into which a member such as a damping valve designated by the general reference 9 can be integrated.
  • a control valve designated by the general reference 10 in this figure is also connected between these connection means 7 and the fuel reser ⁇ see 1. The operation of this control valve 10 is controlled at the opening and at closing by control means generally designated by the reference 11 in this figure, to generate by water hammer effect, a fuel pressure wave in the connection means to the injection means 8, allowing d '' inject fuel into the engine.
  • control means comprise an information processing unit 12 based on a microcontroller for example, associated with means 13 for storing an injection map of conventional type.
  • the processing unit receives information relating to the operating conditions of the engine, such as for example the speed and the operating load of the latter.
  • the fuel pressure in the fuel tank 1 is designated by Pr
  • the fuel pressure in the fuel pressure accumulation means 2 is designated by PO.
  • This pressure PO in the accumulation means is obtained thanks to the fuel pump 4 and to the pressure regulation means 6.
  • the control valve 10 In the initial state, the control valve 10 is closed. If at the instant you open the control valve 10 via the information processing unit 12 described above, the fuel pressure in the connection means 7 therefore drops to a value close to Pr as a function of the pressure losses of the circuit, but the speed of the fuel circulating in these means gradually increase to a speed V01 as illustrated.
  • the kinetic energy stored by the fuel flow causes a fuel pressure wave in the connection means described above, this pressure wave having, as illustrated, an amplitude greater than the setting pressure PM of the injection means, which makes it possible to inject fuel into the engine.
  • the quantity of fuel injected into the engine is a function of the amplitude of this pressure wave and it is known that it is possible to adjust this amplitude by controlling the speed of the fuel in the connection means 7 before the valve 10 closes.
  • the object of the invention is to solve these problems thanks to the structure illustrated by way of example in FIG. 3.
  • a fuel tank designated by the general reference 20
  • fuel pressure accumulation means designated by the general reference 21, comprising an accumulator 22, a fuel pump 23, a filter 24 and pressure regulating means 25 connected in parallel between the outlet of the fuel pump 23 and the fuel tank 20.
  • connection means designated by the general reference 26 constituted for example by a fuel acceleration duct, are also interposed between the accumulation means 21 and means for injecting fuel into the engine designated by the general reference 27.
  • a member such as a damping valve 28 can also be interposed in these connection means 26.
  • a control valve designated by the general reference 29 is also interposed between the connection means 26 and the fuel tank 20.
  • This control valve is connected to control means generally designated by the reference 30 in this figure, making it possible to control the latter on opening and closing, to generate by water hammer effect, a wave of fuel pressure in the connection means 26, which makes it possible to inject fuel into the engine, thanks to the injection means 27.
  • control means 30 comprise, as described above, an information processing unit designated by the general reference 31 for example at micro-controller base, associated with storage means 32 of an injection map.
  • the injection system also comprises means for controlling the fuel pressure in the accumulation means 21, to allow adjustment of the amplitude of the fuel pressure wave in the connection means 26 and therefore the amount of fuel injected into the engine, depending on the operating conditions of the latter.
  • engine operating conditions may, for example, include engine speed and operating load information.
  • the information processing unit 31 described above is conventionally connected to means for determining the speed and the operating load of the engine, these means possibly having any suitable structure known in the state of the art.
  • This information processing unit 31 can then be connected through conventional interface means to the fuel pump 23 to control the operation thereof, in order to control the fuel pressure in the accumulation means 21 and more particularly in the accumulator 22.
  • This control of the operation of the pump can for example be ensured in open loop or in closed loop and in the latter case, the processing unit information 31 receives pressure information from a pressure sensor, for example 33, associated with the accumulator 22.
  • Such a pump control is in itself conventional, for example in current and / or in voltage to obtain a determined fuel outlet pressure.
  • This pump can be constituted for example by a conventional positive displacement pump actuated by a motor electric whose power supply is controlled by current and voltage as indicated above.
  • the information processing unit 31 is adapted to control the operation of the fuel pump 23 in order to adjust the fuel pressure in the accumulator 22 so as to control this between a pressure at least equal to the pressure Pr prevailing in the fuel tank and a maximum pressure P01.
  • the pressure in the fuel accumulation means is controlled, for instants and durations of opening of the control valve 29 identical, one obtains in the connection means 26, different fuel speeds V01 and V02. In fact, the higher the fuel pressure in the accumulation means, the higher the speed of the fuel in the connection means.
  • the amplitudes of the corresponding generated pressure waves will also be different, for example Pmaxl and Pmax2.
  • the control of the fuel pressure in the accumulation means then also makes it possible to adjust the quantity of fuel injected into the engine.
  • the information processing unit 31 mentioned above and the storage means 32 of the injection map can be adapted to control in a coordinated manner, the fuel pressure in the accumulation means 21 and the instant and the duration of opening of the control valve 29.
  • the different parameters defining this mapping is determined for each point of f onc ⁇ tioning of the motor in order to optimize the operation.
  • the fuel injection system according to the invention is based on a modulation of the fuel pressure in the accumulation means, which may or may not be associated with a modulation of the instant and the duration of the opening of the control valve and this to allow optimum adjustment of the quantity of fuel injected into the engine for each operating point thereof, by controlling the amplitude of the pressure wave created by water hammer during the operation of this control valve.
  • Each engine operating point can then be characterized by optimum operating parameters corresponding to a determined pressure in the accumulation means, a determined duration of opening of the control valve and a determined instant of triggering of the opening thereof, these various parameters being able to be determined beforehand by calculation and / or experimentation as a function of the desired operating characteristics of the engine and of the characteristics characteristic thereof.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Fuel-Injection Apparatus (AREA)

Abstract

Ce système, comportant un réservoir de carburant (20), des moyens (21) d'accumulation sous pression de carburant, des moyens (26) de raccordement des moyens d'accumulation à des moyens (27) d'injection de carburant dans le moteur, et une vanne (29) de commande implantée entre les moyens de raccordement (26) et le réservoir (20) et reliée à des moyens de commande (30) de celle-ci à l'ouverture et à la fermeture pour engendrer par effet de coup de bélier, une onde de pression de carburant dans les moyens de raccordement jusqu'aux moyens d'injection, permettant d'injecter du carburant dans le moteur, est caractérisé en ce qu'il comporte en outre des moyens (30) de commande de la pression de carburant dans les moyens d'accumulation (21) pour permettre un réglage de l'amplitude de l'onde de pression de carburant dans les moyens d'injection (27) et donc de la quantité de carburant injectée dans le moteur, en fonction des conditions de fonctionnement de celui-ci.

Description

Système d'injection de carburant dans un rroteur à oombustion interne.
La présente invention concerne un système d'injection de carburant dans un moteur à combustion interne.
L'entrée en vigueur de normes de lutte contre la pollution de plus en plus sévères, a amené les construc¬ teurs de moteurs de véhicules à développer de nouveaux systèmes d'alimentation en carburant des moteurs à combus¬ tion interne.
Ces systèmes d'alimentation en carburant com- prennent par exemple des systèmes dits à injection indi¬ recte, dans lesquels le carburant est injecté dans le ou les conduits d'alimentation en air du moteur ou à injec¬ tion directe, dans lesquels le carburant est injecté directement dans la ou les chambres de combustion du moteur. Dans ce dernier cas, ces systèmes permettent en outre de réduire considérablement les émissions polluantes de base des moteurs à deux temps à balayage par carter- pompe et à alimentation par carburateur.
C'est ainsi par exemple que des systèmes d'in- jection de carburant assistés par air ou des systèmes d'injection liquide de carburant comme par exemple des systèmes à effet de coup de bélier ont été développés dans l'état de la technique.
Pour une explication détaillée du fonctionnement de ces différents systèmes, on pourra se reporter aux documents "FISITA 865040", intitulé "EIN UNKONVENTIONELLES EINSPRITTZSYSTEM FUR KLEINE SCHELLAUFENDE DIESEL MOTOREN" pages 1293-1296, XXI FISITA CONGRESS, BELGRADE 1986 et "SAE 950269", intitulé "RAM-TUNED AND AIR-ASSISTED DIRECT FUEL INJECTION SYSTEMS APPLIED to a SI TWO-STROKE ENGINE", pages 43-52 - International Congress and Exposition- Détroit, Michigan, 27 février - 2 mars 1995.
Plus particulièrement, l'invention concerne un système d'injection de carburant par effet de coup de bélier. Comme cela est décrit dans les documents men¬ tionnés précédemment, un tel système d'injection de carburant comporte un réservoir de carburant, des moyens d'accumulation sous pression de carburant, des moyens de raccordement des moyens d'accumulation sous pression de carburant à des moyens d'injection de carburant dans le moteur et une vanne de commande implantée entre les moyens de raccordement et le réservoir de carburant et reliée à des moyens de commande de celle-ci à l'ouverture et à la fermeture, pour engendrer par effet de coup de bélier, une onde de pression de carburant dans les moyens de raccorde¬ ment jusqu'aux moyens d'injection, permettant d'injecter du carburant dans le moteur.
On conçoit alors que ces moyens de commande assurent la gestion de l'ouverture et de la fermeture de cette vanne de commande pendant le cycle de fonctionnement du moteur, de telle façon que l'ouverture de la vanne provoque un écoulement de carburant depuis les moyens d'accumulation vers le réservoir, tandis que la fermeture de celle-ci provoque par effet de coup de bélier, une onde de pression dans les moyens de raccordement, permettant d'injecter du carburant dans le moteur par l'intermédiaire des moyens d'injection.
Comme cela est indiqué dans les documents mentionnés précédemment, la quantité de carburant injectée dans le moteur dépend de l'amplitude de l'onde de pression de carburant dans les moyens de raccordement et d'injec¬ tion, cette amplitude dépendant elle-même de la vitesse du carburant dans les moyens de raccordement. Or, cette vitesse est contrôlée dans l'état de la technique, par la durée d'ouverture de la vanne de commande.
En effet, plus la durée d'ouverture de la vanne est importante, plus la vitesse du carburant dans les moyens de raccordement au moment de la fermeture de la vanne est élevée, plus l'amplitude de l'onde de pression dans les moyens de raccordement est importante et plus la quantité de carburant injectée dans le moteur est impor¬ tante, et inversement. On notera que l'instant d'injection dans le cycle de fonctionnement du moteur est également commandé par les moyens de commande qui permettent de contrôler le moment d'ouverture de la vanne et donc, par exemple, d'anticiper cet instant d'ouverture dans le cycle de fonctionnement de la vanne au fur et à mesure que la quan¬ tité de carburant à injecter augmente, pour obtenir un instant d'injection fixe dans le cycle de fonctionnement du moteur.
On conçoit cependant qu'un tel système présente un certain nombre d'inconvénients.
En effet, le choix de la valeur de la pression dans les moyens d'accumulation est guidé par la quantité de carburant maximale à injecter dans le moteur et par la fréquence de fonctionnement de celui-ci, ce qui compte- tenu de l'unicité du paramètre de contrôle de la quantité injectée, indiqué précédemment, entraîne une limitation de la plage de fonctionnement possible du moteur d'une part, par une imprécision des temps de commande par rapport aux temps de réponse du système sur les faibles quantités injectées et d'autre part, par l'impossibilité de fournir l'énergie nécessaire pour créer cette pression lorsque le moteur fonctionne sur des points de faible puissance.
Par ailleurs, il est également difficile de contrôler avec précision la quantité de carburant injectée dans le moteur sur une plage de régime étendue de fonc¬ tionnement de celui-ci.
Pour limiter ces inconvénients, des solutions particulières ont été développées et font l'objet des brevets suivants : - WPF02D/172393 N° 106216 du 20/7/73 (KLUJ Olaf, I.H. ZWICKAU, RDA),
- WPF02D/3093078 Nβ 266384 du 23/11/87 (STAN Cornel, HOFFMANN Werner, I.H. ZWICKAU, RDA), - PCT/EP91/01902 N° W092/14925 du 26/2/91
(HEIMBERG Wolfgang, FICHT Gmbh, D).
Dans le premier de ces brevets, on décrit un système de commande d'une pompe électrique faisant partie de moyens d'accumulation de carburant sous pression pour l'alimentation en carburant d'un système d'injection et qui permet d'obtenir une pression constante dans les moyens d'accumulation.
Ce système de commande, utilisable dans les systèmes d'injection fonctionnant par effet de coup de bélier, concerne une alimentation en énergie de pompe basée sur la combinaison d'un courant constant et d'une tension variable dont la valeur est fonction de la pres¬ sion dans les moyens d'accumulation. Pour obtenir une pression constante, un capteur de pression relié aux moyens d'accumulation délivre l'information de pression nécessaire à un calculateur pour la correction des valeurs de tension d'alimentation de la pompe.
Bien que cette solution limite le débit de carburant à la quantité strictement nécessaire au fonc- tionnement du système et du moteur, elle ne résoud pas les problèmes de réglage et de consommation d'énergie mention¬ nés précédemment.
Le deuxième brevet décrit, dans le cadre d'un système d'injection par effet de coup de bélier, un dispositif qui permet une adaptation plus fine entre d'une part, les moyens de commande de débit de carburant et d'autre part, la vitesse de carburant obtenue par la durée d'ouverture et la fréquence de fonctionnement de la vanne de commande. Ce dispositif contrôle en fait le débit de carburant par l'intermédiaire d'une unité de commande qui gère la vanne de commande et une vanne de régulation de débit. Cette commande combinée assure un réglage plus fin du système que dans les cas précédents, mais se traduit par une quantité importante de carburant refoulée directe¬ ment depuis la vanne de régulation vers le réservoir.
Le dernier brevet cité décrit quant à lui un système d'injection similaire à un système basé sur l'effet de coup de bélier et dont les moyens de commande de débit de carburant à accélérer, sont remplacés par une pompe à piston électromagnétique intermittente.
Cette pompe qui assure le débit de carburant à accélérer et la vanne de commande qui freine le carburant pour réaliser l'effet de coup de bélier, sont reliées à une unité de commande commune, avec pour but de réaliser une adaptation entre le débit de carburant et la durée d'ouverture de la vanne.
Cette solution présente des inconvénients du point de vue hydrodynamique et ne permet pas d'obtenir des plages de fonctionnement du moteur sans pertes énergéti¬ ques et complications techniques importantes.
Ainsi, le remplacement d'un débit et d'une pression de carburant à valeurs stables pour une durée d'ouverture de la vanne de commande - obtenus par une pompe à débit continu - par un débit et une pression de carburant à valeurs variables dues au pompage discontinu réalisé seulement pendant l'ouverture de la vanne de commande, conduit à des variations de débit, de pression et de pertes hydrauliques dans les moyens de raccordement. L'effet de ces variations entraîne une caractéristique instable de la vitesse du carburant qui évolue avec la durée d'ouverture et la fréquence de fonctionnement de la vanne de commande. La relation entre le temps d'ouverture de la vanne et les moyens de génération de la force élec- tromagnétique dans l'aimant de la pompe à piston devient alors une fonction très complexe et difficile à gérer sur toute la plage de fonctionnement du moteur.
Le but de 1*invention est donc de résoudre ces problèmes.
Le document DE-A-42 06 817 au nom de FICHT, concerne également le domaine de l'injection de carburant dans un moteur à combustion interne et décrit un disposi¬ tif d'injection de carburant dans lequel une pompe à piston est associée à des moyens de stockage temporaire d'un certain volume de carburant.
Lors d'une première phase de fonctionnement de ce dispositif, le piston de la pompe se déplace le long d'une course dite "morte", au cours de laquelle ce piston rencontre une très faible résistance de déplacement, dans la mesure où le volume de carburant correspondant est transféré dans les moyens de stockage.
Ceci permet alors au piston d'atteindre une certaine vitesse de déplacement et d'acquérir une certaine énergie cinétique, utile lors d'une seconde phase de fonctionnement de ce dispositif, lorsque les moyens de stockage sont remplis, pour engendrer une onde de pression de carburant dans le dispositif d'injection, afin de permettre l'injection de carburant dans le moteur. En fait, ce dispositif d'injection est basé sur l'utilisation d'un phénomène autre que le phénomène de coup de bélier tel que décrit dans la présente demande, dans la mesure où dans ce document antérieur, l'impulsion de pression est engendrée dans le carburant par dissipa- tion de l'énergie cinétique du piston de la pompe, alors que dans le système selon l'invention, l'onde de pression est créée par dissipation de l'énergie cinétique du carburant, cette énergie cinétique du carburant étant obtenue par pilotage de la vanne. 7/15756 PO7FR96/01601
L'invention a donc pour objet un système d'in¬ jection de carburant dans un moteur à combustion interne, du type comportant :
- un réservoir de carburant, - des moyens d'accumulation sous pression de carburant,
- des moyens de raccordement des moyens d'accu¬ mulation sous pression de carburant à des moyens d'injec¬ tion de carburant dans le moteur, et - une vanne de commande implantée entre les moyens de raccordement et le réservoir de carburant et reliée à des moyens de commande de celle-ci à l'ouverture et à la fermeture, pour engendrer par effet de coup de bélier, une onde de pression de carburant dans les moyens de raccordement jusqu'aux moyens d'injection, permettant d'injecter du carburant dans le moteur, caractérisé en ce qu'il comporte en outre des moyens de commande de la pression de carburant dans les moyens d'accumulation pour permettre un réglage de l'amplitude de l'onde de pression de carburant dans les moyens d'injec¬ tion et donc de la quantité de carburant injectée dans le moteur, en fonction des conditions de fonctionnement de celui-ci.
Avantageusement, les moyens de commande de la vanne de commande sont adaptés pour commander l'instant et la durée d'ouverture de celle-ci.
Avantageusement également, les conditions de fonctionnement du moteur comprennent en outre le régime de fonctionnement et la charge de celui-ci. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple et faite en se référant aux dessins annexés, sur lesquels :
- la Fig.l représente un schéma synoptique illustrant la structure d'un système d'injection, par effet de coup de bélier, de carburant dans un moteur à combustion interne, de l'état de la technique;
- la Fig.2 illustre le fonctionnement d'un tel système, - la Fig.3 représente un schéma synoptique illustrant la structure d'un exemple de réalisation d'un système d'injection, par effet de coup de bélier, de carburant dans un moteur à combustion interne, selon l'invention; et - la Fig.4 illustre le fonctionnement d'un tel système.
Ainsi qu'on peut le voir sur la figure 1, un système d'injection de carburant par effet de coup de bélier, dans un moteur à combustion interne, comporte de manière classique un réservoir de carburant désigné par la référence générale 1 sur cette figure.
Ce réservoir de carburant est relié à des moyens d'accumulation sous pression de carburant désigné par la référence générale 2, ces moyens d'accumulation de carbu- rant sous pression comportant par exemple un accumulateur désigné par la référence générale 3 sur cette figure, une pompe à carburant 4, un filtre 5 et des moyens de régula¬ tion de pression 6, connectés en parallèle entre la sortie de la pompe à carburant 4 et le réservoir 1. Par ailleurs, des moyens de raccordement dési¬ gnés par la référence générale 7 sur cette figure, sont également prévus entre les moyens 2 d'accumulation sous pression de carburant et des moyens d'injection de carbu¬ rant dans le moteur, désignés par la référence générale 8 sur cette figure.
Ces moyens de raccordement comprennent de façon générale un conduit d'accélération de carburant dans lequel peut être intégré un organe tel qu'une vanne d'amortissement désignée par la référence générale 9. Enfin, une vanne de commande désignée par la référence générale 10 sur cette figure, est également raccordée entre ces moyens de raccordement 7 et le réser¬ voir de carburant 1. Le fonctionnement de cette vanne de commande 10 est piloté à l'ouverture et à la fermeture par des moyens de commande désignés de façon générale par la référence 11 sur cette figure, pour engendrer par effet de coup de bélier, une onde de pression de carburant dans les moyens de raccordement jusqu'aux moyens d'injection 8, permettant d'injecter du carburant dans le moteur.
Ces moyens de commande comprennent une unité de traitement d'informations 12 à base de micro-contrôleur par exemple, associée à des moyens de stockage 13 d'une cartographie d'injection de type classique.
L'unité de traitement reçoit des informations relatives aux conditions de fonctionnement du moteur, telles que par exemple le régime et la charge de fonction¬ nement de celui-ci. Comme cela est illustré sur la figure 2, la pression de carburant dans le réservoir de carburant 1 est désignée par Pr, tandis que la pression de carburant dans les moyens 2 d'accumulation sous pression de carburant est désignée par PO. Cette pression PO dans les moyens d'accumulation est obtenue grâce à la pompe à carburant 4 et aux moyens de régulation de pression 6.
A l'état initial, la vanne de commande 10 est fermée. Si à l'instant toi, on ouvre la vanne de com¬ mande 10 par l'intermédiaire de l'unité de traitement d'informations 12 décrite précédemment, la pression de carburant dans les moyens de raccordement 7 tombe donc à une valeur proche de Pr en fonction des pertes de charge du circuit, mais la vitesse du carburant circulant dans ces moyens augmente progressivement jusqu'à une vitesse V01 comme cela est illustré.
Si l'on commande la fermeture de la vanne de commande 10 à l'instant t03 par l'intermédiaire de l'unité de traitement d'informations 12, l'énergie cinétique emmagasinée par le flux de carburant provoque une onde de pression de carburant dans les moyens de raccordement décrits précédemment, cette onde de pression présentant, comme cela est illustré, une amplitude supérieure à la pression PM de tarage des moyens d'injection, ce qui permet d'injecter du carburant dans le moteur.
Comme cela est décrit dans les documents men¬ tionnés précédemment, la quantité de carburant injectée dans le moteur est fonction de l'amplitude de cette onde de pression et l'on sait qu'il est possible de régler cette amplitude en commandant la vitesse du carburant dans les moyens de raccordement 7 avant la fermeture de la vanne 10.
Ceci est réalisé en commandant la durée d'ouver- ture de la vanne de commande 10 comme cela est illustré sur cette figure 2, où l'on constate que plus le temps d'ouverture de la vanne 10 est important, plus la vitesse du carburant est élevée, et plus l'amplitude de l'onde de pression de carburant dans les moyens d'injection, est élevée.
On conçoit alors qu'en faisant varier l'instant et la durée d'ouverture de cette vanne de commande 10, par exemple entre TOI et T02, on obtient une vitesse de carburant dans les moyens de raccordement 7 qui varie entre V01 et V02 à l'instant T03 et donc une amplitude de l'onde de pression de carburant dans les moyens de raccor¬ dement, qui varie entre Pmaxl et Pmax2, ce qui permet de faire varier la quantité de carburant injectée dans le moteur. Ainsi qu'on l'a indiqué précédemment, ceci présente un certain nombre d'inconvénients.
Le but de l'invention est de résoudre ces problèmes grâce à la structure illustrée à titre d'exemple sur la figure 3.
On reconnaît sur cette figure 3, un réservoir de carburant, désigné par la référence générale 20, des moyens d'accumulation sous pression de carburant, désignés par la référence générale 21, comportant un accumulateur 22, une pompe à carburant 23, un filtre 24 et des moyens de régulation de pression 25 connectés en parallèle entre la sortie de la pompe à carburant 23 et le réservoir de carburant 20.
Par ailleurs, des moyens de raccordement dési- gnés par la référence générale 26, constitués par exemple par un conduit d'accélération de carburant, sont également interposés entre les moyens d'accumulation 21 et des moyens d'injection de carburant dans le moteur désignés par la référence générale 27. Un organe tel qu'une vanne d'amortissement 28, peut également être interposé dans ces moyens de raccor¬ dement 26.
Une vanne de commande désignée par la référence générale 29 est également interposée entre les moyens de raccordement 26 et le réservoir de carburant 20.
Cette vanne de commande est reliée à des moyens de commande désignés de façon générale par la référence 30 sur cette figure, permettant de commander celle-ci à l'ouverture et à la fermeture, pour engendrer par effet de coup de bélier, une onde de pression de carburant dans les moyens de raccordement 26, ce qui permet d'injecter du carburant dans le moteur, grâce aux moyens d'injection 27.
Ces moyens de commande 30 comportent comme décrit précédemment, une unité de traitement d'informa- tions désignée par la référence générale 31 par exemple à base de micro-contrôleur, associée à des moyens de stoc¬ kage 32 d'une cartographie d'injection.
Selon l'invention, le système d'injection comporte également des moyens de commande de la pression de carburant dans les moyens d'accumulation 21, pour permettre un réglage de l'amplitude de l'onde de pression de carburant dans les moyens de raccordement 26 et donc de la quantité de carburant injectée dans le moteur, en fonction des conditions de fonctionnement de celui-ci. Ces conditions de fonctionnement du moteur peuvent par exemple comporter des informations de régime et de charge de fonctionnement de celui-ci.
Dans ce cas, l'unité de traitement d'informa¬ tions 31 décrite précédemment est raccordée de façon classique à des moyens de détermination du régime et de la charge de fonctionnement du moteur, ces moyens pouvant présenter n'importe quelle structure appropriée connue dans l'état de la technique.
Cette unité de traitement d'informations 31 peut alors être reliée à travers des moyens d'interface classi¬ ques à la pompe à carburant 23 pour piloter le fonctionne¬ ment de celle-ci, afin de commander la pression de carbu¬ rant dans les moyens d'accumulation 21 et plus particuliè¬ rement dans l'accumulateur 22. Cette commande du fonctionnement de la pompe peut par exemple être assurée en boucle ouverte ou en boucle fermée et dans ce dernier cas, l'unité de traite¬ ment d'informations 31 reçoit une information de pression à partir d'un capteur de pression par exemple 33, associé à l'accumulateur 22.
Une telle commande de pompe est en soi classique par exemple en courant et/ou en tension pour obtenir une pression de sortie déterminée de carburant.
Cette pompe peut être constituée par exemple par une pompe volumétrique classique actionnée par un moteur électrique dont l'alimentation est commandée en courant et en tension comme indiqué ci-dessus.
D'autres paramètres relatifs aux conditions de fonctionnement du moteur, tels que par exemple la tempéra- ture et la pression externes, peuvent être utilisés de façon classique pour apporter des corrections à la com¬ mande décrite précédemment, afin d'optimiser les quantités injectées pour les différents points et les différentes conditions de fonctionnement de ce moteur. On conçoit alors comme on peut le voir sur la figure 4, que l'unité de traitement d'informations 31 est adaptée pour contrôler le fonctionnement de la pompe à carburant 23 afin de régler la pression de carburant dans l'accumulateur 22 de manière à commander celle-ci entre une pression au moins égale à la pression Pr régnant dans le réservoir de carburant et une pression maximale P01.
Si, par exemple, la pression dans les moyens d'accumulation de carburant est pilotée, pour des instants et des durées d'ouverture de la vanne de commande 29 identiques, on obtient dans les moyens de raccordement 26, des vitesses différentes de carburant V01 et V02. En effet, plus la pression de carburant dans les moyens d'accumulation sera importante, plus la vitesse du carbu¬ rant dans les moyens de raccordement sera élevée. Lors de la commande de la fermeture de la vanne de commande 29 à l'instant t03, les amplitudes des ondes de pression engendrées correspondantes seront également différentes et par exemple Pmaxl et Pmax2.
La commande de la pression de carburant dans les moyens d'accumulation permet alors également de régler la quantité de carburant injectée dans le moteur.
Il va de soi bien entendu que l'unité de traite¬ ment d'informations 31 mentionnée précédemment et les moyens de stockage 32 de la cartographie d'injection peuvent être adaptés pour piloter de manière coordonnée, la pression de carburant dans les moyens d'accumulation 21 et l'instant et la durée d'ouverture de la vanne de commande 29.
Les différents paramètres définissant cette cartographie sont déterminés pour chaque point de fonc¬ tionnement du moteur afin d'optimiser ce fonctionnement.
On notera par exemple que pour un régime faible de fonctionnement du moteur, il peut être intéressant d'établir dans les moyens d'accumulation 21 une pression relativement faible, car celle-ci nécessitera une consom¬ mation énergétique plus faible au niveau du moteur et permettra de rallonger suffisamment le temps d'ouverture de la vanne de commande 29 pour atteindre la précision souhaitée sur les quantités de carburant injectées. Ceci est d'ailleurs rendu possible dans la mesure où le régime de fonctionnement du moteur étant faible, le temps dispo¬ nible pour le cycle d'injection est important.
On conçoit alors en fait que le système d'injec¬ tion de carburant selon l'invention est basé sur une modulation de la pression de carburant dans les moyens d'accumulation, qui peut être associée ou non à une modulation de l'instant et de la durée d'ouverture de la vanne de commande et ceci pour permettre un réglage optimum de la quantité de carburant injectée dans le moteur pour chaque point de fonctionnement de celui-ci, par une commande de l'amplitude de l'onde de pression créée par effet de coup de bélier lors du fonctionnement de cette vanne de commande.
Chaque point de fonctionnement du moteur peut alors être caractérisé par des paramètres de fonctionne¬ ment optimum correspondants à une pression déterminée dans les moyens d'accumulation, une durée déterminée d'ouver¬ ture de la vanne de commande et un instant déterminé de déclenchement de l'ouverture de celle-ci, ces différents paramètres pouvant être déterminés au préalable par calcul et/ou expérimentation en fonction des caractéristiques de fonctionnement souhaitées du moteur et des caractéristi¬ ques propres à celui-ci.
Ces différentes valeurs de paramètres consti- tuent alors la cartographie d'injection stockée de façon classique dans les moyens de mémorisation 32 associés à l'unité de traitement d'informations 31, qui pilote la vanne de commande 29 et par exemple la pompe à carburant 23. II va de soi bien entendu que la pression de carburant dans les moyens d'accumulation peut être réglée par action sur un autre moyen que la pompe à carburant tel que par exemple l'accumulateur.

Claims

REVENDICATIONS
1. Système d'injection de carburant dans un moteur à combustion interne, du type comportant :
- un réservoir de carburant (20), - des moyens (21) d'accumulation sous pression de carburant,
- des moyens (26) de raccordement des moyens d'accumulation sous pression de carburant à des moyens (27) d'injection de carburant dans le moteur, et - une vanne (29) de commande implantée entre les moyens de raccordement (26) et le réservoir de carburant (20) et reliée à des moyens de commande (30) de celle-ci à l'ouverture et à la fermeture, pour engendrer par effet de coup de bélier, une onde de pression de carburant dans les moyens de raccordement jusqu'aux moyens d'injection, permettant d'injecter du carburant dans le moteur, caractérisé en ce qu'il comporte en outre des moyens (30) de commande de la pression de carburant dans les moyens d'accumulation (21) pour permettre un réglage de l'ampli- tude de l'onde de pression de carburant dans les moyens d'injection (27) et donc de la quantité de carburant injectée dans le moteur, en fonction des conditions de fonctionnement de celui-ci.
2. Système selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de commande (30) de la vanne de commande (29) sont adaptés pour commander l'instant et la durée d'ouverture de celle-ci.
3. Système selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les conditions de fonctionnement du moteur comprennent en outre des informations relatives au régime et à la charge de fonctionnement du moteur.
4. Système selon l'une quelconque des revendica¬ tions précédentes, caractérisé en ce que les moyens de commande (30) comprennent une unité de traitement d'infor- mations (31) raccordée à des moyens de stockage (32) d'une cartographie d'injection et à des moyens de détermination du régime et de la charge de fonctionnement du moteur.
5. Système selon l'une quelconque des revendica¬ tions précédentes, caractérisé en ce que les moyens d'accumulation (21) comprennent un accumulateur (22), et une pompe à carburant (23) et en ce que les moyens (30) de commande de pression sont adaptés pour commander le fonctionnement de la pompe à carburant (23) pour commander la pression de carburant dans l'accumulateur (22).
PCT/FR1996/001601 1995-10-24 1996-10-14 Systeme d'injection de carburant dans un moteur a combustion interne WO1997015756A1 (fr)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP96934907A EP0857253A1 (fr) 1995-10-24 1996-10-14 Systeme d'injection de carburant dans un moteur a combustion interne
AU73047/96A AU7304796A (en) 1995-10-24 1996-10-14 Internal combustion engine fuel injection system

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR95/12528 1995-10-24
FR9512528A FR2740178B1 (fr) 1995-10-24 1995-10-24 Systeme d'injection de carburant dans un moteur a combustion interne

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO1997015756A1 true WO1997015756A1 (fr) 1997-05-01

Family

ID=9483864

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/FR1996/001601 WO1997015756A1 (fr) 1995-10-24 1996-10-14 Systeme d'injection de carburant dans un moteur a combustion interne

Country Status (4)

Country Link
EP (1) EP0857253A1 (fr)
AU (1) AU7304796A (fr)
FR (1) FR2740178B1 (fr)
WO (1) WO1997015756A1 (fr)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1998016737A1 (fr) 1996-10-15 1998-04-23 Peugeot Motocycles S.A. Systeme d'injection de carburant dans un moteur a combustion interne

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB793459A (en) * 1955-04-28 1958-04-16 Nsu Werke Ag Improvements in or relating to fuel injection equipment for internal combustion engine
DE2009322A1 (de) * 1969-05-07 1971-01-28 Technische Hochschule Otto von Guericke Magdeburg, χ 3010 Magdeburg Hydraulische Druckstoß-Einspritzvorrichtung, insbesondere für Brennkraftmaschinen
EP0418601A1 (fr) * 1989-09-21 1991-03-27 Robert Bosch Gmbh Dispositif d'injection pour moteurs diesel
DE4206817A1 (de) * 1991-10-07 1993-04-29 Ficht Gmbh Kraftstoff-einspritzvorrichtung nach dem festkoerper-energiespeicher-prinzip fuer brennkraftmaschinen

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB793459A (en) * 1955-04-28 1958-04-16 Nsu Werke Ag Improvements in or relating to fuel injection equipment for internal combustion engine
DE2009322A1 (de) * 1969-05-07 1971-01-28 Technische Hochschule Otto von Guericke Magdeburg, χ 3010 Magdeburg Hydraulische Druckstoß-Einspritzvorrichtung, insbesondere für Brennkraftmaschinen
EP0418601A1 (fr) * 1989-09-21 1991-03-27 Robert Bosch Gmbh Dispositif d'injection pour moteurs diesel
DE4206817A1 (de) * 1991-10-07 1993-04-29 Ficht Gmbh Kraftstoff-einspritzvorrichtung nach dem festkoerper-energiespeicher-prinzip fuer brennkraftmaschinen

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
C. CARSON ET AL.: "RAM-TUNED AND AIR-ASSISTED DIRECT FUEL INJECTION SYSTEMS APPLIED TO A SI TWO-STROKE ENGINE", SAE950269, 27 February 1995 (1995-02-27) - 2 March 1995 (1995-03-02), INTERNATIONAL CONGRESS AND EXHIBITION DETROIT,MICHIGAN, pages 43 - 52, XP000565514 *
KÜNTSCHNER ET AL.: "Ein unconventionelles einspritzsystem für kleine schnellaufende diesel motoren", FISITA 865040, 2 June 1986 (1986-06-02) - 6 June 1986 (1986-06-06), XXI FISITA CONGRESS, BELGRADE, pages 1293 - 1296, XP000565513 *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1998016737A1 (fr) 1996-10-15 1998-04-23 Peugeot Motocycles S.A. Systeme d'injection de carburant dans un moteur a combustion interne

Also Published As

Publication number Publication date
EP0857253A1 (fr) 1998-08-12
FR2740178A1 (fr) 1997-04-25
AU7304796A (en) 1997-05-15
FR2740178B1 (fr) 1998-01-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1086304B1 (fr) Systeme de regeneration pour un filtre a particules de gaz d'echappement de moteur diesel
FR2541379A1 (fr) Perfectionnement aux systemes d'injection a commande electromagnetique pour moteur diesel de type pression-temps ou l'aiguille de l'injecteur est pilotee par la decharge puis la charge d'une capacite
FR2704600A1 (fr) Installation d'injection de carburant pour moteur thermique.
FR2745331A1 (fr) Procede et dispositif pour commander un moteur a combustion interne
FR2771453A1 (fr) Procede et dispositif de regulation de la pression de carburant dans un accumulateur de carburant
FR2658244A1 (fr) Dispositif de commande numerique de carburant pour un petit moteur thermique et procede de commande de carburant pour un moteur thermique.
EP1155229B1 (fr) Procede et systeme de controle de la pression d'une pompe a carburant a haute pression pour l'alimentation d'un moteur a combustion interne
FR2797309A1 (fr) Systeme et procede de commande pour un module d'alimentation en carburant a pression variable
FR2810698A1 (fr) Dispositif de commande de debit, en particulier pour un systeme d'injection de carburant a collecteur commun
FR2805861A1 (fr) Dispositif d'alimentation de carburant a debit variable
FR2771454A1 (fr) Injection electronique de carburant a fonctionnement silencieux
EP0857253A1 (fr) Systeme d'injection de carburant dans un moteur a combustion interne
FR2812345A1 (fr) Procede et dispositif de mise en oeuvre d'un systeme de dosage de carburant d'un moteur a combustion interne a injection directe
FR2850710A1 (fr) Procede de commande d'un moteur a combustion interne
FR2822195A1 (fr) Systeme d'injection de carburant pour un moteur a combustion interne equipe d'un module a pompe a haute pression
FR2477227A1 (fr) Installation d'injection de carburant pour moteurs a combustion interne
FR2492003A1 (fr) Dispositif de pompage pour injection de carburant
EP1398487B1 (fr) Dispositif et procédé de commande d'injecteur piézo-électrique
FR2775319A1 (fr) Dispositif d'injection directe de combustible pour moteur a combustion interne
FR2862092A1 (fr) Procede de gestion d'un moteur a combustion interne
EP2102476B1 (fr) Système d'alimentation en carburant pour moteur à combustion interne et procédé de commande correspondant
EP1647693B1 (fr) Procédé de pilotage d'un circuit de commande et dispositif d'actionnement
FR2586758A1 (fr) Injecteur de carburant et installation d'injection de carburant
FR2617908A1 (fr) Systeme d'injection de carburant pour moteurs a combustion interne
EP1398488A1 (fr) Dispositif et procédé de commande d'injecteur piézo-électrique

Legal Events

Date Code Title Description
AK Designated states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AL AM AT AU AZ BA BB BG BR BY CA CH CN CU CZ DE DK EE ES FI GB GE HU IL IS JP KE KG KP KR KZ LC LK LR LS LT LU LV MD MG MK MN MW MX NO NZ PL PT RO RU SD SE SG SI SK TJ TM TR TT UA UG US UZ VN AM AZ BY KG KZ MD RU TJ TM

AL Designated countries for regional patents

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): KE LS MW SD SZ UG AT BE CH DE DK ES FI FR GB GR IE IT LU MC NL PT SE BF BJ CF CG

DFPE Request for preliminary examination filed prior to expiration of 19th month from priority date (pct application filed before 20040101)
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application
WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 1996934907

Country of ref document: EP

WWP Wipo information: published in national office

Ref document number: 1996934907

Country of ref document: EP

REG Reference to national code

Ref country code: DE

Ref legal event code: 8642

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: JP

Ref document number: 97516338

Format of ref document f/p: F

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: CA

WWW Wipo information: withdrawn in national office

Ref document number: 1996934907

Country of ref document: EP