Brevet FR2759417A1 — publié le 19980814

L'invention concerne un procédé de commande d'un moteur à combustion interne, procédé destiné à arrêter le moteur à combustion interne équipé d'un allumage et d'une injection de carburant, et suivant lequel, après ouverture d'un interrupteur d'allumage, l'allumage est maintenu pour une durée déterminée. L'invention concerne également un dispositif pour la mise en oeuvre de ce procédé. Dans le cas de véhicules à moteur qui ont été étudiés pour des émissions basses, beaucoup de fonctions ont été installées pour assurer, spécialement au démarrage et en marche normale, une combustion sûre et, en même temps, des émissions faibles. Si, pour un cylindre, une injection de carburant a lieu sans que se produise ensuite un allumage, le carburant non brûlé arrive dans le collecteur d'échappement. Cela augmente les émissions du véhicule automobile et agit défavorablement sur un catalyseur d'échappement. Quand on coupe ou arrête un moteur à combustion interne, les fonctions d'injection de carburant et d'allumage sont immédiatement mises hors service avec l'ouverture de l'interrupteur d'allumage - borne 15 -. De ce fait, les quantités de carburant déjà injectées dans la tubulure d'admission ou se trouvant dans les différents cylindres ne sont plus allumées. Il reste du carburant non brûlé dans la tubulure d'admission, dans différents cylindres, dans le collecteur d'échappement ou dans le catalyseur. Cela augmente les émissions, en particulier lors du démarrage suivant du moteur, quand le catalyseur ne présente pas encore sa température de fonctionnement et n'est donc pas en mesure d'effectuer de conversion. Par le document DE 43 38 740 Cl, on connait un procédé pour réduire les émissions à l'échappement d'un moteur à combustion interne. Dans le cas de ce procédé, après coupure du fonctionnement - de l'interrupteur d'allumage, borne 15 -, l'injection de carburant est coupée immédiatement et l'allumage est coupé avec retard. Si, lors de la coupure, une injection de carburant en cours est interrompue, il est ainsi possible que le mélange, trop pauvre par suite de la faible quantité injectée, ne soit pas brûlée malgré l'allumage. Dans ce cas, également, du carburant non brûlé reste dans la tubulure d'admission, dans différents cylindres, dans le collecteur d'échappement ou dans le catalyseur. Selon le document DE 43 38 740 Cl, il est, de plus, prévu que l'alimentation en tension de l'allumage se fasse par l'intermédiaire d'un relais supplémentaire commandé par un appareil de commande. Le but de l'invention est d'améliorer le procédé connu de façon à garantir, à la coupure du moteur à combustion interne, une combustion complète de toutes les quantités de carburant injectées. Le but de l'invention est également de créer un dispositif pour la mise en oeuvre de ce procédé. Le problème posé est résolu, selon l'invention, par un procédé qui prévoit qu'une injection de carburant ayant lieu juste à l'instant E de la coupure de l'interrupteur d'allumage Z ne soit pas interrompue de façon brutale, mais soit complètement achevée, et que seulement les opérations d'injection suivantes soient interrompues, et que l'allumage se poursuive encore pendant une période de temps prédéfinie. La période de temps prédéfinie peut a) être un nombre prédéfini de rotations du vilebrequin, b) durer jusqu'à ce que l'arrêt du moteur soit détecté, ou c) être déterminée par un dispositif de détection de stabilité de marche. Suivant d'autresparticularités de l'invention: - la durée déterminée de maintien de l'allumage correspond à un nombre prédéfini de rotations du vilebrequin du moteur à combustion interne à partir de l'instant d'ouverture de l'interrupteur d'allumage. - la durée déterminée de maintien de l'allumage s'étend depuis l'instant d'ouverture de l'interrupteur d'allumage jusqu'à l'arrêt complet du moteur. - la durée déterminée de maintien commence à l'instant d'ouverture du l'interrupteur d'allumage et se termine lorsqu'un nombre prédéfini de ratés de combustion est constaté. L'invention a également pour objet un dispositif pour la mise en oeuvre du procédé défini ci-dessus, comportant un moteur à combustion interne présentant un dispositif d'allumage et un dispositif d'injection de carburant qui sont commandés par un appareil de commande du moteur dont l'alimentation en courant est assurée par l'intermédiaire d'un relais principal, et comportant un interrupteur d'allumage, caractérisé - en ce qu'une connexion en série du bobinage d'excitation du relais principal et d'un contact de prolongation de l'allumage, pouvant être commandé par l'appareil de commande du moteur, est disposéeen parallèle avec les pôles de la batterie, - en ce qu'un contact du relais principal est disposé entre le pôle "positif" de la batterie et l'entrée d'alimentation en énergie de l'appareil de commande du moteur, - en ce que les entrées d'alimentation en énergie du dispositif d'allumage et du dispositif d'injection de carburant sont reliées à l'entrée d'alimentation en énergie de l'appareil de commande du moteur, - en ce que l'appareil de commande du moteur est adopté pour rendre conducteur le contact de prolongation d'allumage lorsque l'interrupteur d'allumage est fermé, et - en ce qu'il est prévu une unité de comparaison, qui autorise l'appareil de commande du moteur à ouvrir le contact de prolongation d'allumage si un signal d'entrée de l'unité de comparaison atteint une valeur prédéfinie. De préférence: - le pôle "positif" de la batterie est relié à une entrée de mesure de l'appareil de commande du moteur pour mesurer la tension de la batterie, lorsque l'interrupteur d'allumage est ouvert. - la connexion du pôle "positif" de la batterie à l'entrée de mesure est assurée par l'intermédiaire de l'entrée d'alimentation en énergie de l'appareil de commande du moteur. - la sortie de l'interrupteur d'allumage est connectée à une entrée de l'appareil de commande du moteur. On décrira ci-après plus en détail l'invention à partir de l'exemple d'un moteur à combustion interne à quatre cylindres, en référence au dessin, sur lequel: La figure 1 est un diagramme relatif aux instants d'injection de carburant et d'allumage lors de la coupure d'un moteur à combustion interne à quatre cylindres. La figure 2 est un schéma de connexion pour la mise en oeuvre du procédé selon l'invention. La figure 1 représente un diagramme pour les quatre cylindres I, II, III et IV d'un moteur à combustion interne, dans l'ordre d'allumage I-III-IV-II rapporté à l'angle de rotation KW du vilebrequin. Chaque 360 correspondent à une rotation du vilebrequin. Un cycle du moteur comporte chaque fois deux rotations du vilebrequin, c'est-à-dire 720 . Sur cette figure: - les traits épais, désignés par a à d, représentent les temps d'injection de carburant dans les différents cylindres, - les zones hachurées désignées par A à D correspondent aux temps d'ouverture des soupapes d'admission des différents cylindres, et - les flèches représentées sans chiffre de référence correspondent aux instants d'allumage des différents cylindres. On supposera, dans ce cas, que le moteur à combustion interne fonctionne encore dans le premier cycle représenté de 720 , et qu'il est coupé à environ 50 du cycle suivant, ce qui est caractérisé par une ligne verticale E en traits mixtes. Cela peut aussi être vu sur l'état de la borne KL15 (à la sortie de l'interrupteur d'allumage), qui, lorsque le moteur à combustion interne fonctionne, présente, sur la figure 1, l'état H jusqu'à la ligne E (tension de batterie; interrupteur d'allumage fermé), puis ensuite l'état L (interrupteur d'allumage ouvert). Si, par exemple, une injection de carburant c, ayant juste lieu pour le cylindre IV, est interrompue brutalement à l'instant E, seulement une très petite partie d'une quantité normale d'injection de carburant est présente, ce qui fait que, malgré l'allumage qui suit, aucune combustion n'est assurée. C'est pourquoi, selon l'invention, on n'interrompt pas brutalement un processus d'injection se produisant juste à l'instant de coupure E, mais on le poursuit assez longtemps pour que la quantité de carburant prévue soit injectée. C'est seulement ensuite que toute autre injection de carburant est interrompue. Comme on peut le voir sur la figure 1, à l'instant E d'ouverture de l'interrupteur d'allumage ZS, du mélange carburant-air encore non brûlé est présent dans les cylindres I, III et IV. De plus, suivant la configuration de la tubulure d'admission, du fait de l'élimination du film de paroi, du mélange carburant/air supplémentaire susceptible d'être brûlé peut encore être présent, de sorte que, dans ces conditions, non seulement les cylindres cités doivent être soumis à l'allumage, mais aussi d'autres allumages successifs peuvent être nécessaires pour brûler, avant l'arrêt du moteur à combustion interne, tout le carburant injecté. Par conséquent, après l'ouverture de l'interrupteur d'allumage, on prolonge l'allumage dans le moteur à combustion interne pour une durée déterminée tN, puis, après que cette durée se soit écoulée, on coupe l'alimentation en courant de l'allumage et de l'appareil de commande. La durée tN peut, comme cela a déjà été décrit, être définie par un nombre donné à l'avance de rotations du vilebrequin. Sur la figure 1, elle est, par exemple, de 720 , donc de deux rotations de vilebrequin, mais elle peut également durer jusqu'à ce que soit détecté l'arrêt du moteur, ou bien elle peut être déterminée au moyen d'un dispositif de détection de stabilité de marche, qui reconnait, dans un cylindre, des ratés de combustion malgré l'allumage et coupe alors l'alimentation en courant. Sur la figure 1, un raté de combustion serait détecté dans le cylindre II pour environ un angle de 680 de rotation du vilebrequin, parce qu'à cet instant, plus aucun mélange carburant/air non brûlé ne se trouve dans ce cylindre (en admettant qu'aucun mélange carburant/air provenant de l'élimination du film de paroi n'a été aspiré). Des dispositifs de détection de stabilité de marche sont connus en euxmêmes, par exemple à partir de la demande de brevet EP 0 640 762 Ai. La figure 2 représente schématiquement une partie d'un circuit de connexion électrique d'un véhicule automobile. Pour l'alimentation en énergie de ce circuit, il est prévu une batterie B dont le pôle "moins" est relié à la masse GND du véhicule automobile, et dont le pôle "plus", habituellement désigné par borne 30, peut, par l'intermédiaire d'un interrupteur d'allumage ZS à action manuelle, dont la connexion de sortie est désignée par "borne 15", et par l'intermédiaire d'une sécurité SI, être relié à des organes consommateurs déterminés, non représentés, au moyen de leur interrupteur d'entrée. De façon usuelle, le dispositif d'allumage Z et le dispositif d'injection de carburant KE du véhicule automobile, commandés par des signaux de commande z et ke d'un appareil ECU de commande du moteur, entouré par deux traits sur la figure 2, seraient également alimentés en courant par la borne 15. L'appareil ECU de commande du moteur serait, de son côté, de façon usuelle, alimenté, également, depuis la borne 15, par l'intermédiaire d'un contact d'interrupteur d'un relais principal HR et par l'intermédiaire d'une sécurité - désignée par borne 87-, de telle façon que, dans le cas "interrupteur d'allumage coupé", l'appareil de commande du moteur, l'allumage et l'injection de carburant, ainsi que les autres organes consommateurs alimentés par l'intermédiaire de la borne 15, seraient aussitôt coupés. Dans le cas du dispositif selon l'invention pour la mise en oeuvre du procédé exposé ci-dessus, il est par contre prévu de relier le relais principal HR, non pas à la borne 15, mais à la borne 30 et d'alimenter en courant le dispositif d'injection de carburant KE et le dispositif d'allumage Z, ensemble avec l'appareil ECU de commande du moteur ECU, par la borne 87 de ce relais principal HR. Pour fermer et ouvrir le relais principal HR, il est prévu, dans le conducteur d'alimentation de la bobine d'excitation du relais principal HR, entre les bornes 30 et GND, un contact N de prolongation d'allumage, actionné par l'appareil ECU de commande du moteur. Dans la situation "interrupteur d'allumage enclenché", ce contact de prolongation d'allumage est fermé immédiatement pour alimenter en courant le dispositif d'injection de carburant KE, le dispositif d'allumage Z et l'appareil de commande du moteur ECU. La borne 15 est reliée à une entrée 2 de l'appareil ECU de commande du moteur afin que ce dernier puisse reconnaître le signal "interrupteur d'allumage ouvert". Si ce signal apparait (la tension tend vers zéro), les organes consommateurs connectés à la borne 15 sont coupés et, si un signal d'injection de carburant ke vient juste d'être émis, celui-ci se poursuit dûment jusqu'à son terme, puis, sinon immédiatementdans le cas contraire, l'émission d'autres signaux d'injection de carburant ke est coupée. Le dispositif d'allumage Z, par contre, continue encore à fonctionner pour une durée déterminée tN, jusqu'à ce que, par exemple, comme cela a déjà été expliqué, le vilebrequin ait accompli un nombre prédéfini de rotations (par exemple, sur la figure 1, deux rotations), ou qu'il soit parvenu à l'arrêt, ou jusqu'à ce que, par exemple, un nombre prédéfini de ratés de combustion (quasi allumage) ait été détecté. La grandeur d'entrée correspondante X (angle de rotation du vilebrequin KW, vitesse de rotation du moteur, ou signal pour ratés de combustion) est envoyée à une unité de comparaison V, qui la compare à une valeur prédefinie (par exemple, deux rotations du vilebrequin, vitesse de rotation du moteur nulle, ou deux ratés de combustion), et, si les deux grandeurs sont égales, envoie un signal à l'appareil ECU de commande du moteur, qui ouvre alors le contact de prolongation d'allumage N, situé dans le conducteur d'alimentation de la bobine d'excitation du relais principal HR. L'ouverture du relais principal HR interrompt l'alimentation de l'appareil ECU de commande du moteur, du dispositif d'injection de carburant KE et de l'allumage Z. Depuis la borne 30, un conducteur conduit à une entrée de mesure 1 de l'appareil ECU de commande du moteur afin que la tension de batterie puisse être mesurée par ce dernier. Comme la tension de batterie est soumise à de grandes oscillations lors de la coupure du moteur à combustion interne, il est nécessaire de connaître chaque valeur correspondante de la tension de batterie pour calculer la durée de fermeture du circuit de courant primaire du dispositif d'allumage Z même pendant la prolongation de l'allumage de dispositif d'allumage, après ouverture de l'interrupteur d'allumage ZS, afin de produire à tout instant, même pendant la prolongation de l'allumage, une tension d'allumage suffisante et de pouvoir assurer la protection des bobines et des étages de sortie d'allumage (en particulier dans le cas de ceux sans limitation de tension primaire). Ce conducteur peut être remplacé par une liaison de la borne 87 (connexion d'alimentation positive 3 de l'appareil de commande du moteur) à cette entrée de mesure 1 à l'intérieur ou à l'extérieur de l'appareil de commande ECU. REVENDICATIONS 1. Procédé pour arrêter un moteur à combustion interne équipé d'un allumage (Z) et d'une injection de carburant (KE), dans lequel, après ouverture d'un interrupteur d'allumage (ZS), l'allumage (Z) est maintenu pour une durée déterminée (tN), caractérisé en ce qu'une opération d'injection de carburant (a, b, c, d) ayant lieu au moment de l'ouverture de l'interrupteur d'allumage (ZS) n'est achevée que quand la quantité de carburant prévue a été complètement injectée. 2. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la durée déterminée (tN) de maintien de l'allumage correspond à un nombre prédéfini de rotations du vilebrequin du moteur à combustion interne à partir de l'instant d'ouverture (E) de l'interrupteur d'allumage (ZS). 3. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la durée déterminée (tN) de maintien de l'allumage s'étend depuis l'instant d'ouverture (E) de l'interrupteur d'allumage (ZS) jusqu'à l'arrêt complet du moteur. 4. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la durée déterminée (tN) de maintien de l'allumage commence à l'instant d'ouverture (E) du l'interrupteur d'allumage (ZS) et se termine lorsqu'un nombre prédéfini de ratés de combustion est constaté. 5. Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé suivant la revendication 1, comportant un moteur à combustion interne présentant un dispositif d'allumage (Z) et un dispositif d'injection de carburant (KE) qui sont commandés par un appareil (ECU) de commande du moteur dont l'alimentation en courant est assurée par l'intermédiaire d'un relais principal (HR), et comportant un interrupteur d'allumage (ZS), caractérisé - en ce qu'une connexion en série du bobinage d'excitation du relais principal (HR) et d'un contact (N) de prolongation de l'allumage, pouvant être commandé par l'appareil de commande du moteur (ECU), est disposée en parallèle avec les pôles (KL30, GND) de la batterie (B), - en ce qu'un contact du relais principal (HR) est disposé entre le pôle "positif" (KL30) de la batterie (B) et l'entrée d'alimentation en énergie (3) de l'appareil (ECU) de commande du moteur, - en ce que les entrées d'alimentation en énergie du dispositif d'allumage (Z) et du dispositif d'injection de carburant (KE) sont reliées à l'entrée d'alimentation en énergie (3) de l'appareil (ECU) de commande du moteur, - en ce que l'appareil (ECU) de commande du moteur est adopté pour rendre conducteur le contact (N) de prolongation d'allumage (N) lorsque l'interrupteur d'allumage (ZS) est fermé, et - en ce qu'il est prévu une unité de comparaison (V), qui autorise l'appareil (ECU) de commande du moteur à ouvrir le contact (N) de prolongation d'allumage si un signal d'entrée (X) de l'unité de comparaison (V) atteint une valeur prédéfinie. 6. Dispositif suivant la revendication 5, caractérisé en ce que le pôle "positif" (KL30) de la batterie (B) est relié à une entrée de mesure (1) de l'appareil (ECU) de commande du moteur (ECU) pour mesurer la tension de la batterie, lorsque l'interrupteur d'allumage (ZS) est ouvert. 7. Dispositif suivant la revendication 6, caractérisé en ce que la connexion du pôle "positif" (KL30) de la batterie (B) à l'entrée de mesure (1) est assurée par l'intermédiaire de l'entrée d'alimentation en énergie (3) de l'appareil (ECU) de commande du moteur. 8. Dispositif suivant la revendication 5, caractérisé en ce que la sortie (KL15) de l'interrupteur d'allumage (ZS) est connectée à une entrée (2) de l'appareil (ECU) de commande du moteur.5