L'invention se rapporte à un procédé d'estimation d'une position angulaire d'un point mort haut pour une pompe à injection de carburant à haute pression faisant partie d'un système d'injection de carburant dans un moteur à combustion interne de véhicule automobile. Ce procédé d'estimation sert dans un procédé de synchronisation d'une pompe à injection de carburant à haute pression avec le moteur à combustion interne du véhicule.

Dans ce procédé d'estimation d'une position angulaire du point mort haut d'une pompe à injection de carburant à haute pression, la pompe comprend au moins un piston en déplacement dans une chambre de la pompe entre un point mort haut pour lequel un volume de la chambre est le plus faible et un point mort bas pour lequel un volume de la chambre est le plus élevé.

De manière classique, un système d'injection de carburant dans un moteur à combustion interne comprend un réservoir de carburant basse pression, une pompe de gavage, une pompe à injection de carburant à haute pression alimentée par la pompe de gavage, un contrôleur de la pompe à injection de carburant à haute pression, des moyens d'activation de la pompe à injection de carburant à haute pression via une commande temporelle ou via une commande angulaire par l'intermédiaire du contrôleur de la pompe à injection de carburant à haute pression et d'une unité de commande.

Le système d'injection de carburant comprend aussi un rail commun, servant de réservoir de carburant haute pression, alimenté par ladite pompe à injection de carburant à haute pression, des moyens de mesure de la pression dans le rail commun, des injecteurs alimentés en carburant par ledit rail commun et commandés par l'unité de commande pour injecter le carburant dans les cylindres du moteur à combustion interne. La pompe à injection de carburant à haute pression est entraînée par le moteur à combustion interne.

Dans un tel système d'alimentation en carburant haute pression, le carburant est transféré du réservoir de carburant à basse pression vers la pompe à injection de carburant à haute pression par la pompe de gavage qui travaille à basse pression. La pression du carburant dans le rail commun est contrôlée au moyen d'un régulateur de type PID (pour Proportionnel, Intégral, Dérivé), appelé contrôleur de pompe à injection de carburant à haute pression.

Ce contrôleur agit en combinaison avec un actuateur équipant la pompe à injection de carburant à haute pression, qui permet de ne transférer dans le rail commun que la quantité de carburant nécessaire en fonction de la quantité de carburant requise par l'unité de contrôle moteur. Pour cela, cet actuateur comporte une vanne appelée vanne DIV pour « Digital Inlet Valve » en anglais ou vanne d'admission digitale, permettant de transférer la quantité voulue de carburant dans le rail commun.

L'actuateur permet de rejeter le carburant déplacé par la pompe à injection de carburant à haute pression et non voulu dans le rail commun vers le circuit d'alimentation. La pompe à injection de carburant à haute pression est par exemple une pompe rotative à piston(s) entraînée de manière continue en rotation par le moteur à combustion interne.

Dans ce qui va suivre, la vanne DIV sera dénommée vanne digitale et son actuateur comportant une vanne DIV pourra être appelé par la suite actuateur de vanne digitale.

La pompe à injection de carburant à haute pression fait l'objet d'un phasage entre le ou les pistons de celle-ci et les pistons du moteur à combustion interne qui l'entraîne, par exemple entre un point mort haut d'un piston du moteur et un point mort haut d'un piston de la pompe à injection de carburant à haute pression, afin de permettre le contrôle de la quantité exacte de carburant transférée dans le rail commun en relation avec la position du vilebrequin. L'actuateur de vanne digitale est activé au moyen d'une commande angulaire électrique, ci-après dénommée par extension commande angulaire de la pompe à injection de carburant à haute pression, réalisée par rapport à un angle de référence, c'est-à-dire une commande effectuée à un angle précis d'un axe de rotation de la pompe à injection de carburant à haute pression.

Cet angle de référence correspond par construction à une position du ou des piston(s) de ladite pompe, afin que la vanne digitale se ferme à une position précise du ou des piston(s) de cette pompe à injection de carburant à haute pression correspondant à un volume de carburant déterminé que l'on souhaite transférer dans le rail commun.

Selon l'état de la technique, l'angle de référence est en général établi au point mort haut de la pompe à injection de carburant à haute pression et défini par calibration. Le phasage de la pompe à injection de carburant à haute pression est réalisé au moyen d'une calibration initiale de l'angle de référence et ensuite d'un apprentissage de cet angle de référence afin de prendre en compte les tolérances de montage et de capteur, notamment dans le cas présent de la pompe à injection de carburant à haute pression et de son mécanisme d'entraînement par le moteur à combustion interne.

Si le phasage de la pompe à injection de carburant à haute pression est incorrect, la quantité de carburant transférée dans le rail commun est également incorrecte, ainsi que, par voie de conséquence, la pression établie dans celui-ci.

Toujours selon l'état de la technique, le phasage de la pompe à injection de carburant à haute pression fait donc l'objet d'un apprentissage basé de manière connue sur la détection de la partie intégrale du régulateur PID ou contrôleur, dans une certaine fenêtre angulaire, en faisant varier la position théorique du point mort haut de la pompe à injection de carburant à haute pression. Cet apprentissage du phasage est effectué par l'unité de commande. En alternative, le signal de la pression dans le rail peut être analysé.

La commande électrique de l'actuateur de vanne digitale est donc calibrée pour que le puise électrique soit positionné au moment de la fermeture souhaitée de la vanne digitale par rapport à la position du ou des piston(s) de la pompe à injection de carburant à haute pression, afin d'obtenir le transfert vers le rail commun de la quantité de carburant déterminée par l'unité de contrôle moteur. Cette commande électrique nécessite bien entendu de connaître l'angle de référence qui est établi comme expliqué plus haut. Le séquencement de réalisation de la commande électrique est défini lors de la mise au point. Une telle commande angulaire nécessite bien entendu la synchronisation du moteur.

La pompe à injection de carburant à haute pression est apte à être entraînée par le moteur à combustion interne.

Pour être commandées avec précision, les pompes haute pression doivent présenter un phasage précisément connu. Ce phasage est généralement assuré de manière mécanique au niveau de la distribution du moteur, notamment pignons, clavettes et courroie crantée. Néanmoins, il demeure des incertitudes liées aux tolérances de tous ces composants. Ceci est le but de l'apprentissage précédemment mentionné.

Les solutions d'apprentissage proposées par l'état de la technique nécessitent en général que le moteur tourne déjà et de manière suffisamment stabilisée pour valider la mesure sur plusieurs récurrences. Cela peut poser un problème de performance lors du premier démarrage du moteur.

De plus, en cas de dysfonctionnement d'un injecteur ou bien en cas de fuite, les procédés d'apprentissage proposés ne convergent pas vers le phasage réel de la pompe, ce qui peut réduire la performance du système d'injection.

Le problème à la base de la présente invention est, pour une pompe à haute pression dans un système d'injection de carburant d'un moteur à combustion interne de véhicule automobile, de réaliser un phasage de la pompe haute pression vis-à-vis du moteur à combustion interne par estimation du point mort haut de la pompe haute pression.

A cet effet, la présente invention concerne un procédé d'estimation d'une position angulaire d'un point mort haut pour une pompe à injection de carburant à haute pression faisant partie d'un système d'injection de carburant dans un moteur à combustion interne de véhicule automobile, la pompe comprenant au moins un piston en déplacement dans une chambre de la pompe entre un point mort haut pour lequel un volume de la chambre est le plus faible et un point mort bas pour lequel un volume de la chambre est le plus élevé, la pompe étant équipée d'une vanne digitale de contrôle d'une quantité de carburant pilotée électriquement entre une position d'ouverture dans laquelle une partie haute pression du système d'injection n'est pas alimentée en carburant et une position de fermeture dans laquelle la partie haute pression du système d'injection est alimentée avec la vanne digitale présentant alors une position entièrement fermée, un courant électrique étant appliqué à la vanne digitale lors de sa fermeture puis annulé pour l'ouverture de la vanne digitale, un déplacement de la vanne digitale vers son ouverture créant un courant induit dont le suivi du profil dans le temps permet de détecter une position de début d'ouverture de la vanne digitale et son instant d'apparition, caractérisé en ce que la position angulaire à un instant de passage du piston de la pompe au point mort haut de la pompe est estimée en fonction d'une position angulaire de l'instant d'apparition de la position de début d'ouverture de la vanne digitale.

La relation entre positions angulaires du point mort haut d'une pompe haute pression et de début d'ouverture de la vanne digitale peut être considérée comme connue de l'état de la technique. Cependant il n'a jamais été mis en œuvre une estimation de la position angulaire du point mort haut de la pompe haute pression en fonction de la position de début d'ouverture de la vanne digitale et c'est plutôt la démarche inverse pour une estimation de la position angulaire de début d'ouverture de la vanne digitale qui était mise en œuvre par l'état de la technique.

L'invention consiste donc à utiliser le profil de courant pendant la phase de démarrage dès que le moteur est synchronisé. On peut donc déterminer la position de début d'ouverture dès les premiers coups de pompe sous démarreur avant même que l'injection ne soit activée. En effet, une fois la position de début d'ouverture de la vanne digitale localisée, il peut être déduit la position angulaire du point mort haut de la pompe qui se situe quelques degrés avant la position de début d'ouverture de la vanne digitale.

Avantageusement, l'estimation de la position angulaire à l'instant de passage au point mort haut en fonction de l'instant d'apparition de la position de début d'ouverture de la vanne digitale tient compte d'au moins un des paramètres suivants : les pressions en amont et en aval de la pompe, le module d'élasticité du carburant qui dépend de sa température et de sa pression, des caractéristiques techniques de la pompe comme son volume mort et sa cylindrée.

En effet, il existe un délai entre l'instant de passage au point mort haut et la position de début d'ouverture. Ce délai est dû à la détente du carburant et les paramètres précédemment mentionnés permettent de quantifier cette détente du carburant selon les conditions régnantes et les paramètres du carburant.

Avantageusement, les pressions en amont et en aval de la pompe sont mesurées, le module d'élasticité du carburant est une donnée du fournisseur de carburant tandis que la température du carburant est modélisée et sa pression mesurée et les caractéristiques techniques de la pompe sont des données du constructeur de la pompe.

Avantageusement, la position de début d'ouverture de la vanne digitale se traduit par une apparition d'un point d'inflexion sur une courbe de suivi du profil du courant induit, l'instant d'apparition du point d'inflexion étant pris comme instant d'apparition de la position de début d'ouverture de la vanne digitale.

Avantageusement, la vanne digitale comprend un clapet rappelé en position d'ouverture par un élément de rappel, la vanne digitale s'ouvrant dès que la pression du carburant dans la chambre devient inférieure à la pression qu'exerce l'élément de rappel sur le clapet de la vanne digitale.

Avantageusement, la vanne digitale est activée selon une commande angulaire électrique.

L'invention concerne un procédé de phasage d'une pompe à injection de carburant à haute pression faisant partie d'un système d'injection de carburant dans un moteur à combustion interne de véhicule automobile, une apparition du point mort haut de la pompe étant synchrone avec le moteur, caractérisé en ce qu'il met en œuvre un tel procédé d'estimation d'une position angulaire du point mort haut pour la pompe.

Par synchrone, il est entendu qu'un événement point mort haut de la pompe se reproduit périodiquement dans le cycle moteur.

Avantageusement, l'apparition d'un point mort haut de la pompe est en phase avec une apparition d'un point mort haut d'un piston du moteur.

Le procédé d'estimation de la position angulaire du point mort haut tel que précédemment décrit rend le procédé de phasage plus fiable et plus rapide que ceux de l'état de la technique.

L'invention concerne enfin un système d'injection de carburant dans un moteur à combustion interne de véhicule automobile comprenant une pompe à injection de carburant à haute pression et une unité de commande, la pompe comprenant au moins un piston en déplacement dans une chambre et étant équipée d'une vanne digitale de contrôle d'un débit de carburant pilotée par l'unité de commande via un élément de commande électrique raccordé à la vanne digitale par un circuit électrique, caractérisé en ce qu'il met en œuvre un tel procédé d'estimation d'une position angulaire d'un point mort haut de la pompe ou un tel procédé de phasage, l'unité de commande comportant un élément de suivi d'un courant induit dans le circuit électrique lors de l'ouverture de la vanne digitale et de détection d'une position de début d'ouverture de la vanne digitale et de son instant d'apparition et un élément de calcul de l'instant de passage du piston de la pompe au point mort haut de la pompe en fonction de l'instant d'apparition de la position de début d'ouverture de la vanne digitale. Avantageusement, la pompe haute pression est alimentée par une pompe de gavage et alimente un rail commun formant un réservoir de carburant haute pression, le rail commun comportant au moins un capteur de pression du carburant en son intérieur et alimentant en carburant un injecteur de carburant pour chaque cylindre du moteur à combustion interne, la pompe haute pression étant entraînée le moteur à combustion interne.

La solution présentée par la présente invention ne nécessite pas de capteur additionnel, ni de modification matérielle de l'unité de commande dont le contrôle moteur peut faire partie. Elle permet une détection très rapide du phasage de la pompe avant même la première injection. Le contrôle préféré est exécuté par une unité de contrôle commande du moteur mais un contrôle de service après-vente peut être également exécuté en routine par l'intermédiaire d'une prise diagnostic branchée à l'unité de commande, notamment au contrôle moteur.

D'autres caractéristiques, buts et avantages de la présente invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui va suivre et au regard des dessins annexés donnés à titre d'exemples non limitatifs et sur lesquels :

- la figure 1 est une représentation schématique d'une vue d'un mode de réalisation d'un système d'alimentation en carburant haute pression d'un moteur à combustion interne, ce système étant muni d'une pompe haute pression d'injection en carburant dont une position angulaire du point mort haut peut être estimée conformément à un procédé d'estimation selon la présente invention,

- la figure 2 est une représentation schématique d'une vue en coupe d'une pompe haute pression d'injection de carburant pouvant mettre en œuvre le procédé d'estimation d'une position angulaire du point mort haut de la pompe selon la présente invention,

- la figure 3 montre deux courbes respectives de courant à la vanne digitale et de pression dans le rail commun de la partie haute pression du système d'injection avec identification d'une position angulaire du point mort haut de la pompe et du début d'ouverture de la vanne digitale, une détection d'une position angulaire du point mort haut de la pompe selon la position de début d'ouverture de la vanne digitale étant mise en œuvre conformément au procédé d'estimation selon la présente invention,

- la figure 4 montre deux courbes de courant relatives respectivement à une de deux vannes digitales présentant un déphasage entre elles, les deux courbes présentant des positions de début d'ouverture confondues, les deux vannes digitales présentant les mêmes positions angulaires pour un point mort haut estimées conformément au procédé selon la présente invention,

- la figure 5 montre un agrandissement de la pompe de la figure 2 pris au niveau de la vanne digitale, montrant l'équilibre des forces sur cette vanne, - les figures 6A et 6B correspondent à deux représentations schématiques d'une vue en coupe de la pompe haute pression d'injection de carburant selon la figure 2, agrandies au niveau de la vanne digitale, afin de représenter respectivement deux points particuliers de fonctionnement de la pompe, accompagnées des courbes synchronisées correspondantes de position du piston de la pompe et du signal de courant appliqué et induit par le mouvement de la vanne digitale, pour chaque point de fonctionnement.

En se référant plus particulièrement à la figure 1 , un système 1 d'injection en carburant haute pression d'un moteur à combustion interne comprend une pompe de gavage 2, qui prend le carburant à basse pression dans un réservoir 3 de carburant à basse pression, une pompe haute pression 4 à injection de carburant étant alimentée par la pompe de gavage 2. Cette pompe haute pression 4 comporte un actuateur pour une vanne digitale, non représenté à la figure 1 mais l'étant à la figure 2 et qui sera ultérieurement détaillée.

Le système 1 d'injection comprend aussi un contrôleur 5 de la pompe haute pression 4 à injection de carburant, et plus particulièrement de l'actuateur de vanne digitale et des moyens d'activation de la pompe à injection haute pression 4 via une commande temporelle ou via une commande angulaire par l'intermédiaire du contrôleur 5 de la pompe haute pression 4 à injection de carburant et d'une unité 6 de contrôle moteur, la commande temporelle étant principalement utilisée juste après un démarrage du véhicule automobile.

Le système 1 d'injection comprend aussi un réservoir de carburant haute pression ou rail 7 commun alimenté par la pompe haute pression 4 à injection de carburant, le rail 7 commun étant doté de moyens 8 de mesure de la pression. Des injecteurs 9 sont alimentés en carburant par le rail 7 commun et commandés par l'unité 6 de contrôle moteur pour injecter le carburant dans les cylindres 1 1 du moteur 12 à combustion interne.

La pompe haute pression 4 à injection de carburant peut être apte à être entraînée de manière connue par un moyen d'entraînement, non représenté à la figure 1 , avec le moteur 12 à combustion interne, par exemple un mécanisme de liaison par transmission mécanique, de type chaîne, engrenages, courroie ou analogue.

La figure 2 montre une pompe haute pression 4 à injection de carburant pour le système d'injection montré à la figure 1 . Cette pompe 4 comprend un carter 14 de pompe. Le carter 14 de la pompe 4 loge en son intérieur un piston 19 rappelé par un ressort 20, le piston 19 étant entraîné par un mécanisme d'entraînement 21 à came.

Le carter 14 de pompe présente à son extrémité supérieure une unité de déplacement 15 logeant une vanne digitale 13 ou vanne DIV. L'unité 15 comprend un conduit d'alimentation 18 et de retour à partir et vers la pompe de gavage ainsi qu'un conduit de sortie 17 vers le rail commun, ce conduit de sortie comprenant un clapet antiretour 16.

Quand la vanne digitale 13 est en position ouverte, le piston 19 aspire du carburant en provenance du conduit d'alimentation 18 dans un cylindre tandis que le clapet anti-retour 16 du conduit de sortie 17 est fermé.

En fin de phase de remplissage, la vanne digitale 13 est toujours en position ouverte, le piston 19 pousse du carburant dans le conduit d'alimentation 18 vers la pompe de gavage, c'est-à-dire la partie basse pression du système d'injection tandis que le clapet anti-retour de sortie 16 du conduit de sortie 17 reste fermée. Cela permet de reconduire le surplus de carburant dans la partie basse pression du système d'injection.

Ensuite, la vanne digitale 13 est commandée électriquement en fermeture, le conduit d'alimentation 18 étant alors fermé, le piston 19 pousse du carburant dans le conduit de sortie 17 vers le rail commun, c'est-à-dire vers la partie haute pression du système d'injection, le clapet anti-retour 16 du conduit de sortie 17 étant alors ouvert.

La figure 3 illustre deux courbes en fonction du temps. La première courbe 26 illustre le courant alimentant la vanne digitale et la deuxième courbe 27 illustre la pression dans le rail commun c'est-à-dire dans la partie haute pression du système d'injection. La partie encadrée 28 représente une fenêtre de mesure de la position de début d'ouverture 23 de la vanne digitale et une position entièrement ouverte 24 de cette vanne digitale en montrant des pulsations de courant lors de l'ouverture de la vanne digitale.

Le point mort haut 25 de la pompe est reconnaissable à la fin de l'augmentation de pression dans le rail commun, tandis que le début d'ouverture de la vanne digitale est reconnaissable à un point d'inflexion sur la courbe du courant puisé.

Comme précédemment mentionné, pour être commandé avec précision, un phasage d'une pompe haute pression équipant un système d'injection haute pression de carburant doit être connu précisément. Le phasage est généralement assuré de manière mécanique avec le moteur mais il demeure des incertitudes liées aux tolérances de tous ces composants. Il est donc nécessaire d'estimer une position angulaire du point mort haut de la pompe haute pression rapidement et précisément.

La présente invention permet d'effectuer une adaptation du phasage plus rapidement dès les premiers tours du moteur en utilisant une relecture du courant induit par la vanne digitale de contrôle du débit de carburant vers la partie haute pression du système d'injection. Ceci se fait par détection du début d'ouverture de la vanne digitale et une déduction de la position d'une position angulaire du point mort haut de la pompe dès les premiers tours du moteur.

La figure 4 montre deux courbes sensiblement superposées de courant alimentant respectivement une vanne digitale correctement phasée et une vanne digitale déphasée. La figure 4 permet donc d'établir une comparaison entre le courant d'alimentation d'une vanne digitale d'une pompe haute pression correctement phasée avec celui d'une pompe dont l'angle de référence est biaisée, à cette figure de 10° ce qui n'est pas limitatif.

Lors de cette comparaison, il est constaté que le profil de courant généré par l'unité de commande est différent. Par contre, l'instant de début d'ouverture 23 de la vanne digitale phasée ou déphasée est au même endroit dans les deux cas car il correspond à un phénomène physique : la réouverture de la vanne digitale lorsque le piston redescend juste après le point mort haut de la pompe.

La position de début d'ouverture 23 de la vanne digitale est donc indépendante de l'angle de référence de la vanne digitale. Ceci permet donc d'estimer de manière fiable pour un même type de vanne digitale une position angulaire du point mort haut de la pompe haute pression qui la loge, indépendamment du déphasage de cette vanne digitale et quel que soit son angle programmé.

En se référant à toutes les figures, la présente invention concerne un procédé d'estimation d'une position angulaire d'un point mort haut 25 pour une pompe 4 à injection de carburant à haute pression faisant partie d'un système 1 d'injection de carburant dans un moteur 12 à combustion interne de véhicule automobile. La pompe 4 comprend au moins un piston 19 en déplacement dans une chambre de la pompe 4 entre un point mort haut 25 pour lequel un volume de la chambre est le plus faible et un point mort bas pour lequel un volume de la chambre est le plus élevé.

Une telle pompe 4 est équipée d'une vanne digitale 13 de contrôle d'une quantité de carburant pilotée électriquement entre une position d'ouverture dans laquelle une partie haute pression du système 1 d'injection n'est pas alimentée en carburant et une position de fermeture dans laquelle la partie haute pression du système 1 d'injection est alimentée avec la vanne digitale 13 présentant alors une position entièrement fermée.

Pour ce faire, un courant électrique est appliqué à la vanne digitale 13 lors de sa fermeture puis annulé pour l'ouverture de la vanne digitale 13, un déplacement de la vanne digitale 13 entre sa position de fermeture et sa position d'ouverture créant un courant induit dont le suivi du profil dans le temps permet de détecter une position de début d'ouverture 23 de la vanne digitale 13 et son instant d'apparition. Selon l'invention, une position angulaire d'un instant de passage du piston 19 de la pompe 4 au point mort haut 25 de la pompe 4 est estimée en fonction d'une position angulaire de l'instant d'apparition de la position de début d'ouverture 23 de la vanne digitale 13.

L'unité 6 de contrôle moteur applique un courant à la vanne digitale 13 pour la fermer au moment entre le point mort bas et le point mort haut 25 de la pompe 4 lors de la phase pendant laquelle il est souhaité comprimer du carburant dans la pompe 4. Ce courant est relâché un peu avant le point mort haut 25 comme il est montré aux figures 3 et 4. La compression du carburant maintient la vanne digitale 13 fermée.

Une fois la position angulaire du point mort haut 25 de la pompe 4 dépassé, la vanne digitale 13 s'ouvrira naturellement dès que la pression dans le cylindre de la pompe 4 deviendra inférieure à la force appliquée par un élément de rappel 22 de la vanne digitale 13.

En particulier, lors des premiers coups de piston 19, comme la pression dans le rail commun 7 est faible, le décalage entre les instants de passage du point mort haut 25 et de début d'ouverture 23 de la vanne digitale 13 est très faible également, d'où une incertitude d'autant plus faible et donc un instant préféré d'estimation d'une position angulaire du point mort haut 25.

Si l'on applique un courant d'intensité prédéterminée, il est possible de déterminer à travers le courant induit par le mouvement de la vanne digitale 13 le moment où la vanne digitale 13 va commencer à s'ouvrir, c'est-à-dire le début d'ouverture 23 de la vanne digitale 13 ainsi que la position entièrement ouverte 24 de la vanne digitale 13.

L'estimation d'une position angulaire de l'instant de passage au point mort haut 25 en fonction d'une position angulaire de l'instant d'apparition de la position de début d'ouverture 23 de la vanne digitale 13 peut tenir compte d'au moins un des paramètres suivants : les pressions en amont et en aval de la pompe 4, le module d'élasticité du carburant qui dépend de sa température et de sa pression, des caractéristiques techniques de la pompe 4 comme son volume mort et sa cylindrée.

Les pressions en amont et en aval de la pompe 4 peuvent être mesurées respectivement dans la pompe 2 de gavage et dans le rail commun 7. Le module d'élasticité du carburant est une donnée du fournisseur de carburant tandis que la température du carburant peut être modélisée et sa pression mesurée. Les caractéristiques techniques de la pompe 4 sont connues en étant des données communiquées par le constructeur de la pompe 4.

Comme il peut être vu aux figures 3 et 4 tout en se référant à toutes les figures pour les références numériques, la position de début d'ouverture 23 de la vanne digitale 13 peut se traduire par une apparition d'un point d'inflexion sur une courbe de suivi du profil du courant induit. C'est cet instant d'apparition du point d'inflexion qui est pris comme instant d'apparition de la position de début d'ouverture 23 de la vanne digitale 13. Le courant induit passe par un point d'inflexion, par exemple en décroissant sensiblement en passant par un point d'inflexion qui signale la position de début d'ouverture 23 puis en remontant en passant par un maximum qui signale la position entièrement ouverte 24 de la vanne digitale 13.

La vanne digitale 13 peut comprendre un clapet 30 rappelé en position d'ouverture par un élément de rappel ou ressort 22. D'une manière simplifiée, La vanne digitale 13 ou plus précisément le clapet 30 s'ouvre dès que la pression du carburant dans la chambre devient inférieure à la pression qu'exerce l'élément de rappel sur le clapet 30 de la vanne digitale 13. C'est ce qui provoque un délai entre les positions angulaires du point mort haut 25 et de la position de début d'ouverture 23 de la vanne digitale.

Plus précisément, comme représenté sur la figure 5, de manière agrandie afin de monter les détails de construction d'un exemple de vanne digitale 13, le clapet 30 de la vanne digitale 13 est soumis à un ensemble de quatre forces F1 , F2, F3, et F4 comme suit :

• F1 : force appliquée sur le clapet 30 par le ressort 22,

• F2 : force appliquée sur le clapet 30 par le carburant à basse pression,

· F3 : force appliquée sur le clapet 30 par le carburant à haute pression,

• F4 : force électromagnétique appliquée sur le clapet 30 par l'actuateur de la vanne digitale.

Les forces F1 , F2, F3, et F4 procurent sur le clapet 30 les effets suivants : les forces F1 et F2 cherchent à ouvrir le clapet 30 et les forces F3 et F4 le maintiennent fermé. La vanne digitale 13 s'ouvre donc dès que l'ensemble des forces en présence est tel que F1 + F2 > F3 + F4.

Définition des forces :

F1 = K ^* (x - xO)

Avec :

K : constante de raideur du ressort

x : longueur comprimée du ressort

xO : longueur à vide du ressort

La force F1 qui est donc égale au produit de la constante de raideur du ressort par la différence des longueurs à vide et comprimée du ressort 22, est constante et connue lorsque la vanne digitale 13 est fermée.

F2 = Pression d'alimentation ^* Surface de contact du clapet de la vanne Avec : - Pression d'alimentation qui est la pression d'alimentation mesurée d'alimentation en carburant à basse pression, et

- Surface de contact du clapet de la vanne qui est la surface de contact du clapet 30 sur son siège de vanne 13, qui est connue par construction. La force F2 qui est donc égale au produit de la pression d'alimentation mesurée en carburant à basse pression par la surface de contact du clapet de la vanne digitale sur son siège, est constante et connue lorsque la vanne digitale 13 est fermée.

F3 = Pression dans le cylindre ^* Surface de contact du clapet

Avec :

La pression dans le cylindre est la pression du carburant dans le cylindre de la pompe 4, et

La surface de contact du clapet est comme définie plus haut la surface de contact du clapet de la vanne digitale sur son siège, qui est connue par construction.

Relativement à la force F3, la pression dans le cylindre part d'un maximum qui est la pression dans rail commun au point mort haut du piston 19 et diminue lorsque le piston descend.

La force F4 est caractérisée à partir du courant traversant l'actuateur de vanne digitale, par exemple la bobine d'un solénoïde agissant sur le clapet 30. Ce courant est mesuré par le système 1 d'injection de carburant et est connu.

La figure 6A représente la vanne digitale 13 avec le piston 19 de la pompe 4 représenté à son point mort haut de fonctionnement, référencé point 0. La figure 6A représente en outre deux diagrammes avec en abscisses la position du vilebrequin « CRK » et en ordonnées, pour le diagramme du haut la course du piston de la pompe « Pump », et pour le diagramme du bas le courant « DIV CUR » appliqué et induit de la vanne 13. Les abscisses sont synchronisées pour les deux diagrammes. Sur le diagramme du haut la courbe 31 montre la position du piston 19 de la pompe en fonction de la position du vilebrequin, et sur le diagramme du bas le signal 26 du courant appliqué et induit de la vanne 13.

La figure 6B représente la vanne digitale 13 avec le piston 19 de la pompe 4 représenté à son point de fonctionnement de position de début d'ouverture de la vanne digitale 13, référencé point 1 . La figure 6B représente en outre deux diagrammes avec en abscisses la position du vilebrequin « CRK » et en ordonnées, pour le diagramme du haut la course du piston de la pompe « Pump », et pour le diagramme du bas le courant « DIV CUR » appliqué et induit de la vanne 13. Les abscisses sont synchronisées pour les deux diagrammes. Sur le diagramme du haut la courbe 31 montre la position du piston 19 de la pompe en fonction de la position du vilebrequin, et sur le diagramme du bas le signal 26 du courant appliqué et induit de la vanne 13. La figure 6B montre en outre l'expansion du piston 19 de la pompe, entre les deux positions respectives du piston des figures 6A et 6B, qui est référencée par le terme « Expansion » sur la figure 6B.

Soient donc les deux points de fonctionnement particuliers, selon les figures

6A et 6B :

· Point 0 : point mort haut 25 ou PMH 25 du piston 19, caractérisé par une pression PO égale à la pression du rail commun, le volume VO correspondant de la chambre de la pompe 4 étant égal au volume mort de la pompe 4, et la position angulaire du point mort haut 25 de la pompe 4, référencée Alpha_0 sur la figure 6A, qui est l'inconnue.

· Point 1 : position de début d'ouverture de la vanne digitale 13, caractérisé par une pression P1 , le volume V1 correspondant de la chambre de la pompe 4, et la position angulaire de début d'ouverture 23 de la vanne digitale 13 référencée Alpha_1 sur la figure 6B.

La pression P1 est déterminée au point 1 à partir de l'équilibre des forces suivant : F3 = F1 + F2 - F4. La loi d'élasticité des carburants permet de calculer V1 avec le module d'élasticité du carburant et les pressions PO et P1 , comme suit.

Soit Point 0 (PMH) défini par :

PO = Pression du rail commun 7,

VO = Volume mort, connu par conception,

Alpha_0 = Position PMH = inconnue.

Soit Point 1 (point de début d'ouverture de la vanne) défini par P1 , V1 , et apha_1 = position connue, mesurée par le système.

Au Point 1 , on a l'équilibre des forces suivant : F3 = F1 + F2 - F4 ; les forces F1 , F2 et F4 étant connues, on détermine F3 sachant que F4 dépendant du courant, elle sera caractérisée par des mesures opérées par le système 1 d'injection de carburant :

F3 = P1 ^* surface de contact de la vanne. On détermine :

P1 = (F1 + F2 - F4) / surface de contact de la vanne.

Ensuite on détermine V1 par l'équation d'élasticité des carburants :

dV

dP = -E * (— )

Avec :

dP : variation de pression en Pa,

E : module d'élasticité cubique en Pa,

dV : variation de volume,

V : volume.

On a la relation suivante : dP = - E ^* dV / VO, soit (PO - P1 ) = - E ^* (VO -

V1 ) / VO, avec le module d'élasticité E qui est une caractéristique du carburant, fonction de sa pression et de sa température. On détermine le volume V1 = VO + (PO - P1 ) ^* VO / E.

D'autre part V1 est égal à VO auquel on ajoute le volume libéré par le piston 19, soit le volume égal à la surface du piston 19 multipliée par la course du piston 19. La surface du piston 19 étant connue, on en déduit la course du piston 19 comme suit :

Course du piston = (V1 - VO) / surface du piston

Le profil de came (levée du piston 19 en fonction de l'angle) étant connu, on sait exprimer la course du piston 19 en fonction de la différence (alpha_1 - alpha_0). Alpha_1 étant mesuré par le système comme l'angle où l'on observe l'inflexion du courant, on en déduit Alpha_0 qui est le PMH recherché de la pompe.

La vanne digitale 13 peut être activée selon une commande angulaire électrique. La commande angulaire électrique nécessite une synchronisation de la pompe 4 avec le moteur 12 à combustion interne. La commande angulaire peut suivre un angle de vilebrequin du moteur 12 à combustion interne.

Une commande angulaire de la pompe haute pression 4 à injection de carburant peut être réalisée de manière connue au moyen d'une pluralité d'impulsions électriques par exemple de type maintien de valeurs de crêtes aussi connues sous l'appellation anglo-saxonne de « Peak and Hold » pendant un nombre déterminé de segments.

La détermination du point mort haut 25 de la pompe 4 sert au phasage de la pompe 4 haute pression vis-à-vis du moteur 12 à combustion interne, avantageusement mais pas uniquement par correspondance du point mort haut 25 de la pompe 4 avec un point mort haut d'un piston du moteur 12.

L'invention concerne donc un procédé de phasage d'une pompe 4 à injection de carburant à haute pression faisant partie d'un système 1 d'injection de carburant dans un moteur 12 à combustion interne de véhicule automobile. Dans ce procédé de phasage, une apparition du point mort haut 25 de la pompe 4 est synchrone au moteur 12, avantageusement en phase avec une apparition d'un point mort haut d'un piston du moteur 12. Ce procédé de phasage de la pompe utilise un procédé d'estimation d'une position angulaire du point mort haut 25 pour la pompe 4 tel que décrit précédemment.

L'invention concerne enfin un système 1 d'injection de carburant dans un moteur 12 à combustion interne de véhicule automobile comprenant une pompe 4 à injection de carburant à haute pression et une unité de commande 5, 6. L'unité de commande peut comprendre un contrôleur 5 spécifique à la pompe haute pression 4 à injection de carburant et une unité 6 de contrôle moteur aux attributions plus larges en concernant le fonctionnement du moteur 12 à combustion thermique et notamment l'injection de carburant dans le moteur 12.

La pompe 4 comprend au moins un piston 19 en déplacement dans une chambre et est équipée d'une vanne digitale 13 de contrôle d'un débit de carburant pilotée par l'unité de commande 5, 6 via un élément de commande électrique raccordé à la vanne digitale 13 par un circuit électrique.

Selon l'invention, le système 1 d'injection met en œuvre un procédé d'estimation d'une position angulaire d'un point mort haut 25 de la pompe 4 ou un procédé de phasage tels que décrits précédemment. L'unité de commande 5, 6 et plus particulièrement le contrôleur 5 spécifique à la pompe comporte un élément de suivi d'un courant induit dans le circuit électrique lors de l'ouverture de la vanne digitale 13 et de détection d'une position de début d'ouverture 23 de la vanne digitale 13 et de son instant d'apparition.

L'unité de commande 5, 6 comporte aussi un élément de calcul de l'instant de passage du piston 19 de la pompe 4 au point mort haut 25 de la pompe 4 en fonction de l'instant d'apparition de la position de début d'ouverture 23 de la vanne digitale 13.