Brevet FR2670836A1 — publié le 19920626

Procédé pour réchauffer l'air d'admission de moteurs à combustion interne au moyen d'une installation de démarrage à flamme La présente invention concerne un procédé pour réchauffer l'air d'admission de moteurs à combustion interne au moyen d'une installa- tion de démarrage à flamme, qui comprend au moins une bougie incan- descente et présente un appareil de commande alimentant en tension la bougie à incandescence pendant un temps déterminé de préchauffage. On connaît un procédé de ce type par le brevet allemand DE-C 33 42 865 Il s'agit d'une installation de démarrage à flamme qui ré- chauffe l'air s'écoulant dans le tuyau d'admission, afin d'empêcher des "fumées blanches" dans la phase de mise en température du moteur A cet effet, une chambre de combustion, dans laquelle sont disposés un injecteur de carburant et une bougie à incandescence, est prévue dans le tuyau d'admission du moteur Afin de démarrer le moteur à des tem- pératures basses, on préchauffe la bougie à incandescence et, à l'achèvement du temps de préchauffage, lors du démarrage du moteur, on amène par l'intermédiaire d'une électro-valve du carburant à l'injecteur, et donc dans la chambre de combustion de l'installation de démarrage à flamme Le carburant qui arrive dans la chambre de com- bustion pour être enflammé réchauffe l'air d'admission qui s'écoule, et permet un allumage fiable des cylindres du moteur en présence de basses températures extérieures A cet effet, un courant permanent est amené à la bougie à incandescence pendant la durée d'un premier inter- valle de temps déterminé, jusqu'à ce que le moteur tourne régulière- ment d'une manière fiable; à l'achèvement de ce premier intervalle de temps, pendant un second intervalle de temps qui dure jusqu'à ce que le moteur ait atteint une température de service donnée, on apporte à la bougie un courant intermittent, correspondant à une puissance réduite. L'inconvénient est qu'on se base, pour le préchauffage, sur un temps de préchauffage fixe pendant lequel la bougie à incandescence est alimentée en tension, et donc que la température de préchauffage de la bougie à incandescence qui est nécessaire pour un démarrage n'est pas toujours obtenue d'une manière fiable. La présente invention a donc pour but, en partant de l'état de la technique, de fournir un procédé permettant d'obtenir d'une manière fiable la température de préchauffage de la bougie à incandescence qui est nécessaire pour le démarrage, indépendamment de conditions mar- ginales fluctuantes. Selon l'invention, ce but est atteint par le fait que le procédé comprend les étapes suivantes, qui se répètent cycliquement: a) enre- gistrement de la tension disponible à la sortie de l'appareil de com- mande; b) détermination d'un temps de préchauffage de la bougie à incan- descence qui est associé à cette valeur de tension; c) détermination d'une valeur d'échelon obtenue en divisant une valeur standard allouée de temps de préchauffage par la valeur déterminée de temps de pré- chauffage; d) totalisation des différentes valeurs d'échelons dans une mémoire remise à zéro au début du processus; e) comparaison du contenu de la mémoire à la valeur standard allouée, et achèvement du préchauffage à l'atteinte de la valeur standard ou retour à l'étape a tant que la valeur standard n'est pas atteinte. Selon une caractéristique supplémentaire, le temps de préchauf- fage est choisi en fonction de la tension à la sortie de l'appareil de commande Selon une caractéristique supplémentaire, à la suite de l'achèvement du préchauffage, le contenu de la mémoire est diminué cycliquement des valeurs d'échelons respectives Selon une caractéris- tique supplémentaire, lors d'un redémarrage effectué à la suite de l'achèvement du préchauffage, le contenu de la mémoire est, en partant du contenu momentané, augmenté cycliquement des valeurs d'échelons respectives, et on réalise chaque fois une comparaison du contenu de la mémoire à la valeur standard allouée et on achève le processus de réchauffage à l'atteinte de la valeur standard Selon un mode de réali- sation, les valeurs d'échelons sont fonction du temps de cycle appli- qué Selon un autre mode de réalisation, les valeurs d'échelons sont fonction de la phase de service respective de l'installation de démar- rage à flamme. Un dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon l'invention est caractérisé par le fait que l'appareil de commande de l'installation de démarrage à flamme est un appareil de commande électronique doté d'un champ caractéristique pour mémoriser les valeurs de temps de préchauffage Selon une caractéristique supplémentaire, l'appareil de commande électronique est un microprocesseur programmable. Selon l'invention, pendant le processus de préchauffage de la bougie à incandescence, on enregistre donc en permanence la tension disponible à la sortie de l'appareil de commande, et on détermine une durée de préchauffage correspondante à partir des valeurs de tension. Une valeur standard allouée de temps de préchauffage est divisée par le temps de préchauffage nécessaire déterminé, et déposée dans une mémoire préalablement remise à zéro Ce processus est répété selon un cycle de durée fixée, le résultat est additionné à la valeur déposée dans la mémoire, et la somme comparée à la valeur standard allouée Ce processus est répété jusqu'à ce que la valeur standard soit atteinte A l'atteinte de la valeur standard, la période de préchauffage de l'installation de démarrage à flamme est achevée. L'exposé qui suit décrit un exemple de réalisation de l'invention à l'aide des dessins annexés, dans lesquels: la figure 1 est un diagramme représentant un processus de pré- chauffage d'après le procédé selon l'invention, la figure 2 représente le processus de refroidissement de la bougie à incandescence suivi d'un redémarrage selon l'invention. Selon l'invention, on enregistre pendant la totalité du processus de préchauffage la tension qui est disponible à la sortie de l'appareil de commande pour alimenter la bougie à incandescence En fonction de cette tension, on détermine une valeur associée à cette tension pour le temps de préchauffage de la bougie à incandescence, parmi les temps de préchauffage qui sont par exemple mémorisés dans un champ caracté- ristique de l'appareil de commande, qui peut être réalisé sous la forme d'un microprocesseur programmable D'après ce champ caractéristique, des temps de préchauffage plus longs sont associés à des valeurs de tension faibles et des temps de préchauffage plus courts à des valeurs de tension élevées, de sorte que, d'une part, la température de pré- chauffage nécessaire pour la mise en marche de l'installation est at- teinte même en présence d'une tension d'alimentation faible et que, d'autre part, l'installation de démarrage à flamme n'est pas préchauffée trop longtemps en présence d'une tension d'alimentation élevée. Le temps de préchauffage pour la bougie à incandescence est standardisé à une valeur S déterminée, fonction de la précision re- quise, qui est représentée en ordonnée avec la valeur 1000 sur la fi- gure 1 Sur cette figure, on a porté en abscisse le temps t en se- condes Pendant un temps de cycle alloué T, qui est supposé être égal à 1 seconde dans le présent exemple, on détermine, en divisant la va- leur standard S, donc égale ici à 1000, par la valeur de temps de pré- chauffage Tv déterminée à partir du champ caractéristique, une valeur d'échelon _S = S/Tv, qui est déposée dans une mémoire remise à zéro au début du processus A chaque nouveau cycle T, on enregistre à nouveau la tension, on détermine la valeur associée pour le temps de préchauffage Tv, à partir de quoi l'on forme la valeur d'échelonj S, et on additionne cette dernière aux valeurs d'échelons des cycles précé- dents qui sont déposées dans la mémoire Etant donné que la valeur standard S est fixe, les valeurs d'échelons A S se modifient avec le temps de préchauffage déterminé Tv, c'est-à-dire avec la modification de la tension à la sortie de l'appareil de commande Ces étapes sont répétées cycliquement jusqu'à ce que la somme Y É S des valeurs d'échelons individuelles a S, totalisée dans la mémoire, atteigne la va- leur standard S, le processus de préchauffage étant alors achevé On obtient ainsi que, même si la tension se modifie pendant le préchauf- fage, on obtient toujours la valeur standard S et donc la température de préchauffage nécessaire ou encore la température nécessaire d'allumage de la bougie à incandescence L'allure de cette fonction est représentée sur la figure 1, sur laquelle on a représenté, pour deux cycles T pris à titre d'exemples, la valeur d'échelon respectivement as- sociée A S de la fonction en escalier désignée 1 Sur cette figure, l'allure de courbe 2 représentée à l'intérieur de la fonction en escalier 1 indique l'allure de la température de la bougie à incandescence. Selon une autre forme de réalisation du procédé selon l'invention, les valeurs d'échelons i\ S peuvent être allouées non seule- ment en fonction du temps de préchauffage déterminé, dépendant de la tension, mais encore en fonction du temps de cycle choisi, ainsi qu'en fonction de la phase de service respective de l'installation de démar- rage à flamme, préchauffage, refroidissement ou redémarrage par exemple. Si la bougie à incandescence a atteint sa température de pré- chauffage et si le moteur n'est cependant pas démarré ou encore si le processus de démarrage est réinterrompu, la bougie à incandescence se refroidit selon la courbe de refroidissement 3 représentée sur la figure 2 Ici aussi, d'une manière analogue au procédé de préchauffage décrit plus haut, les valeurs d'échelons sont obtenues en évaluant la tension appliquée à la sortie de l'appareil de commande et en déterminant une valeur d'échelon, ces valeurs d'échelons étant soustraites cycle par cycle de la valeur momentanément mémorisée dans la mémoire, de sorte que le contenu de la mémoire ne cesse de diminuer Cela se produit dans la fonction en escalier désignée 4. A titre d'exemple, on a représenté sur la figure 2 un instant respectif Ti ou T 2 pour le début d'un redémarrage L'allure de ces redémarrages, comparable à celle du préchauffage déjà décrit et repré- senté sur la figure 1, est respectivement désignée 5 ou 6 sur la figure 2 Le déroulement correspond donc au préchauffage connu, à la diffé- rence que les valeurs d'échelons individuelles sont, jusqu'à ce que la valeur standard S soit à nouveau atteinte, additionnées au contenu momentané de la mémoire déterminé par soustraction pendant le refroi- dissement de la bougie à incandescence. Le procédé selon l'invention présente l'avantage qu'en tenant compte en permanence de la tension momentanément disponible à la sortie de l'appareil de commande pour alimenter la bougie à incandes- cence, on obtient d'une manière fiable la température de préchauffage en depit de conditions de tension qui sont fluctuantes pendant le pré- chauffage Ainsi, la tension de la batterie du véhicule diminue avec la température extérieure, soit précisément lorsqu'une installation de dé- marrage à flamme est utile De plus, la tension de la batterie dépend de la capacité de la batterie De même, l'utilisation de nombres et de types différents de bougies à incandescence se traduit par une fluctua- tion de la tension pendant le processus de préchauffage Toutes ces influences sont compensées par l'évaluation de la tension momentané- ment disponible à l'aide du procédé selon l'invention, et le temps de préchauffage nécessaire est adapté à ces conditions. REVENDICATIONS 1 Procédé pour réchauffer l'air d'admission de moteurs à com- bustion interne au moyen d'une installation de démarrage à flamme, qui comprend au moins une bougie à incandescence et présente un appareil de commande alimentant en tension la bougie à incandescence pendant un temps déterminé de préchauffage: c a r a c t é r i S é en ce qu'il comprend les étapes suivantes, qui se répètent cycliquement: a) enregistrement de la tension disponible à la sortie de l'appareil de commande, b) détermination d'un temps de préchauffage (Tv) de la bougie à incan- descence quiest associé à cette valeur de tension, c) détermination d'une valeur d'échelon (AS) obtenue en divisant une valeur standard allouée (S) de temps de préchauffage par la valeur déterminée de temps de préchauffage (Tv), d) totalisation des différentes valeurs d'échelons (AS) dans une mé- moire remise à zéro au début du processus, e) comparaison du contenu de la mémoire à la valeur standard allouée (S), et achèvement du préchauffage à l'atteinte de la valeur standard (S) ou retour à l'étape a tant que la valeur standard (S) n'est pas atteinte. 2 Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le temps de préchauffage (Tv) est choisi en fonction de la tension à la sortie de l'appareil de commande. 3 Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'à la suite de l'achèvement du préchauffage, le contenu de la mémoire est diminué cycliquement des valeurs d'échelons respectives (MS). 4 Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, ca- ractérisé en ce que, lors d'un redémarrage (Ti ou T 2) effectué à la suite de l'achèvement du préchauffage, le contenu de la mémoire est, en partant du contenu momentané, augmenté cycliquement des valeurs d'échelons respectives (AS), et on réalise chaque fois une comparaison du contenu de la mémoire à la valeur standard allouée (S) et on achève le processus de réchauffage à l'atteinte de la valeur standard (S). Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, ca- ractérisé en ce que les valeurs d'échelons (AS) sont fonction du temps de cycle appliqué (T). 6 Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, ca- ractérisé en ce que les valeurs d'échelons ( 8 S) sont fonction de la phase de service respective de l'installation de démarrage à flamme. 7 Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une quel- conque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que l'appareil de commande de l'installation de démarrage à flamme est un appareil de commande électronique doté d'un champ caractéristique pour mémoriser les valeurs de temps de préchauffage. 8 Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que l'appareil de commande électronique est un microprocesseur program- mable.