Brevet FR2774429A1 — publié le 19990806

l L'invention concerne un procédé et un dispositif de réglage de la température de l'air comburant d'un moteur à combustion interne, un dispositif de refroidissement servant à refroidir l'air comburant étant mis en marche dans la zone de charge supérieure du moteur et étant débranché dans la zone de charge inférieure. On connaît par le document DE 4 344 138 Ai un procédé et un dispositif de ce type qui sert à régler la tem- pérature de l'air comburant d'un moteur à combustion interne10 de type Diesel. Dans ce cas on règle un dispositif d'entraî- nement d'un ventilateur en fonction de grandeurs caractéris- tiques du fonctionnement du moteur. Le réglage a lieu de telle sorte que le ventilateur est débranché quand la charge du moteur est basse et qu'il est branché quand la charge du moteur est haute. De cette façon on arrive à ce qu'il s'éta- blisse, quand la charge est basse une température élevée pour l'air comburant et quand la charge est élevée une température plus faible de l'air comburant. En effet dans la zone de charge inférieure d'un moteur à combustion interne il est20 avantageux d'avoir une température de l'air comburant aussi élevée que possible, car de cette façon on, peut réduire les pertes de charge de façon sensible, ce qui permet d'améliorer d'une manière mesurable le rendement du moteur. Par contre dans la zone de charge supérieure une température élevée de l'air comburant conduit à altérer le rendement de telle sorte que dans cette zone de fonctionnement on tend à avoir une température de l'air comburant aussi faible que possible. L'invention a alors pour objet de proposer un procédé ou un dispositif du type mentionné au début qui veille à ce que le branchement et le débranchement du dispo- sitif de refroidissement aient lieu de telle sorte que s'éta- blisse un rendement optimal du moteur. Avantages de l'invention Le problème indiqué est résolu grâce au fait que le dispositif de refroidissement est alors branché quand la tendance du moteur à cliqueter dépasse un seuil que l'on peut définir au préalable et qu'on détecte comme indicateur de la tendance au cliquetage un rendement d'angle d'allumage et le dispositif de refroidissement, est branché quand le rendement de l'angle d'allumage tombe en dessous d'un seuil qui peut être défini au préalable. En effet la tendance à cliqueter du moteur est un signe fiable de la détérioration du rendement du moteur, à laquelle on peut s'opposer par un refroidissement de l'air comburant. Grâce au fait que l'on branche le dispositif de refroidissement seulement dans la zone de charge supérieure du moteur, il ne se produit pas de bruits gênants du ventila- teur quand le moteur est au ralenti. Selon d'autres caractéristiques de l'invention: * on détecte comme indicateur de la tendance au cliquetage un décalage dans le sens du retard de l'angle d'allumage, * le dispositif de refroidissement est branché quand le déca- lage dans le sens du retard de l'angle d'allumage dépasse un seuil que l'on peut définir au préalable, * le décalage dans le sens du retard de l'angle d'allumage est une grandeur obtenue en faisant la moyenne de tous les décalages dans le sens du retard de l'angle d'allumage pour tous les cylindres existants. * le rendement de l'angle d'allumage est une grandeur qui est la moyenne de tous les rendements d'angle d'allumage de tous les cylindres existants, * le dispositif de commande branche le dispositif de refroi- dissement quand il détecte une tendance du moteur à clique- ter qui dépasse un seuil qui peut être défini au préalable, * on détecte comme indicateur de la tendance à cliqueter un décalage dans le sens du retard de l'angle d'allumage et * il branche le dispositif de refroidissement quand le déca- lage dans le sens du retard de l'angle d'allumage dépasse un seuil que l'on peut définir au préalable, * le décalage dans le sens du retard de l'angle d'allumage est une grandeur qui est la moyenne de tous les décalages dans le sens du retard des angles d'allumage de tous les cylindres existants, * le dispositif de commande détecte comme indicateur de la tendance du moteur à cliqueter un rendement d'angle d'allu- mage et, * il branche le dispositif de refroidissement quand le rende- ment de l'angle d'allumage moyen tombe en dessous d'un seuil qui peut être défini au préalable, * le rendement de l'angle d'allumage est une grandeur qui re- présente la moyenne de tous les rendements des angles d'al- lumage de tous les cylindres existants, * le dispositif de refroidissement est une soufflante de re- froidissement que l'on peut brancher. On peut utiliser aussi une valeur moyenne effec- tuée sur tous les cylindres existants des décalages dans le sens du retard de l'angle d'allumage ou des rendements des angles d'allumage comme grandeur de réglage du dispositif de refroidissement. Pour commander le refroidissement on peut utili- ser une soufflerie de refroidissement ou dans le cas d'un ra- diateur à eau refroidi à l'air on peut utiliser une pompe d'agent de refroidissement que l'on peut commander. Une autre variante consiste en un refroidisseur avec une dérivation, dans laquelle se trouve une soupape de dérivation que l'on peut commander. Description des exemples de réalisation L'invention va être décrite ci-après plus en dé- tail à partir de plusieurs exemples de réalisation représen- tés sur les dessins, sur lesquels: - la figure 1 montre une représentation schémati- que par blocs d'un moteur à combustion interne avec un dispo- sitif selon l'invention qui sert à refroidir la température de l'air comburant, - la figure 2 montre un diagramme fonctionnel servant à utiliser une grandeur de réglage pour un dispositif de refroidissement et, - la figure 3 montre une évolution qualitative du rendement de l'angle d'allumage. Sur la figure 1 on a représenté un moteur à com- bustion interne 1 avec son tuyau d'admission d'air 2. Dans le tuyau d'admission d'air 2 se trouve d'une manière connue un clapet d'étranglement 3 et un détecteur 4 de l'angle a du clapet d'étranglement. En outre on a disposé dans le tuyau d'aspiration de l'air 2 un détecteur 5 pour la pression de l'air aspiré pd et un détecteur 6 pour la masse de l'air as- piré lm. Le moteur à combustion interne 1 est équipé d'un dé- tecteur 7 de la vitesse de rotation n du moteur et d'un5 détecteur 8 de la position de l'arbre du vilebrequin kw. Sur le tuyau d'aspiration de l'air 2 est installé un dispositif de refroidissement 9, qui sert à régler la tem- pérature de l'air comburant. Le dispositif de refroidissement 9 peut être soit un simple radiateur air/air, soit un radia- teur air/eau. Dans l'exemple de réalisation représenté le dispositif de refroidissement représenté 9 possède une souf- flante 10 avec un organe d'entraînement 11. Dans la zone in- férieure de la charge du moteur la soufflante de refroidissement 10 est débranchée, car dans cette zone de15 fonctionnement, il est avantageux d'avoir une température aussi élevée que possible de l'air comburant. En effet avec une température élevée la densité de l'air comburant baisse, ce qui fait s'ouvrir le clapet d'étranglement et baisser pour cette raison les pertes de charge, moyennant quoi le rende-20 ment du moteur s'améliore d'une façon mesurable. Comme dans la zone supérieure de charge du moteur une température élevée de l'air comburant conduit à dégrader le rendement du moteur, on branche la soufflante de refroidissement 10 dans cette zone de fonctionnement. Pour éviter des altérations du rendement du mo- teur à combustion interne 1 du fait de températures de l'air comburant trop hautes ou trop basses, il est essentiel de sa- voir à quel instant ou dans quel état de fonctionnement la soufflante de refroidissement 10 est branchée ou débranchée. Un dispositif de commande 12 délivre une grandeur de réglage gbs pour le branchement ou le débranchement de la soufflante de refroidissement 10. Comme le rendement du moteur à combus- tion interne diminue dans la zone supérieure de la charge par suite d'une tendance croissante à cliqueter, on utilise alors la tendance au cliquetage comme critère de mise en marche de la soufflante de refroidissement 10. Le dispositif de com- mande 12 détecte donc la tendance au cliquetage du moteur et délivre alors la grandeur de commande gbs qui sert à brancher la soufflante de refroidissement 10 quand la tendance au cli- quetage dépasse un seuil que l'on peut définir au préalable. Le diagramme de fonctionnement à la figure 2 mon- tre par exemple comment on peut détecter dans le dispositif de commande 12 la tendance au cliquetage. Dans le cas de ce diagramme de fonctionnement on part du fait que le rendement de l'angle d'allumage est un indicateur de la tendance au cliquetage du moteur à combustion interne. Du document DE 196 18 893 Al il ressort que le rendement de l'angle d'allu- mage est déterminé en fonction de la vitesse de rotation du moteur et de la charge du moteur, pour établir un couple de consigne du moteur optimal en faisant varier le remplissage et en réglant l'angle d'allumage. A partir d'un champ caractéristique KF1 qui est fonction de l'angle du clapet d'étranglement a et de la pression pd de l'air comburant ou de la masse de l'air combu- rant lm, on obtient la charge du moteur rl. La charge du mo- teur rl et la vitesse de rotation n sont amenées à un champ caractéristique KF2 et à un autre champ caractéristique KF3. A partir du champ caractéristique KF2 on obtient l'angle d'allumage optimal zwopt, dans lequel le moteur à combustion interne présente le rendement le plus élevé, et à partir du champ caractéristique KF3 on obtient l'angle d'allumage ac- tuel zw. Au point de combinaison VZP on détermine la diffé- rence dzw entre l'angle d'allumage optimal zwopt et l'angle d'allumage actuel zw. La valeur de la différence dzw est con- vertie dans une courbe caractéristique KL en le rendement d'angle d'allumage etazw. La figure 3 montre une évolution qualitative de la courbe caractéristique du rendement de l'angle d'allumage etazw en fonction de la dérive dzw entre l'angle d'allumage actuel zw et l'angle d'allumage optimal zwopt. Finalement le rendement de l'angle d'allumage etazw est soumis à une décision de valeur de seuil SE. Si le rendement d'angle d'allumage etazw tombe en effet en dessous d'un seuil prédéfini dans le décideur de valeur de seuil SE, celui-ci délivre alors la grandeur de réglage gbs qui sert à brancher la soufflante de refroidissement 10. Ce seuil du dé- cideur de valeur de seuil SE est optimisé en ce qui concerne le rendement en fonction de la température de l'air combu- rant. Comme indicateur de tendance au cliquetage on peut utiliser aussi le décalage dans le sens du retard de l'angle d'allumage que l'on peut déduire du champ caractéris- tique KF3. Comme le réglage du cliquetage fonctionne habi- tuellement de manière sélective par cylindre et comme l'angle d'allumage est en conséquence réglé de façon différente dans les différents cylindres, ceux-ci présentent aussi des décalages dans le sens du retard différents de l'angle d'al- lumage et des rendements différents de l'angle d'allumage. Il est en conséquence approprié de déterminer un rendement moyen d'angle d'allumage de tous les cylindres ou un décalage moyen dans le sens du retard de l'angle d'allumage de tous les cy- lindres, pour commander la mise en marche de la soufflante 10 en fonction de cela. Dans le cas le plus simple on effectue une moyenne arithmétique des décalages dans le sens du retard de l'angle d'allumage ou des rendements de l'angle d'allu- mage. En variante à la commande du refroidissement au moyen d'une soufflante de refroidissement 10 on peut utiliser une pompe d'agent de refroidissement pouvant être réglée. Une autre variante consiste en un refroidisseur avec une dévia- tion dans laquelle se trouve une vanne de dérivation régla- ble. R E V E N DI C A T I ON S 1 ) Procédé de réglage de la température de l'air comburant d'un moteur à combustion interne, un dispositif de refroidis- sement servant à refroidir l'air comburant étant branché dans la zone supérieure de charge du moteur et étant débranché dans la zone inférieure de charge du moteur, caractérisé en ce que le dispositif de refroidissement (9, 10) est branché quand la tendance du moteur (1) à cliqueter dépasse un seuil qui peut être défini au préalable. 2 ) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que * l'on détecte comme indicateur de la tendance au cliquetage un décalage dans le sens du retard de l'angle d'allumage et * le dispositif de refroidissement (9, 10) est branché quand le décalage dans le sens du retard de l'angle d'allumage dépasse un seuil que l'on peut définir au préalable. 3 ) Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que le décalage dans le sens du retard de l'angle d'allumage est une grandeur obtenue en faisant la moyenne de tous les déca- lages dans le sens du retard de l'angle d'allumage pour tous les cylindres existants. 4 ) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu' * on détecte comme indicateur de la tendance au cliquetage un rendement d'angle d'allumage (etazw), et * le dispositif de refroidissement (9), est branché quand le rendement de l'angle d'allumage (etazw) tombe en dessous d'un seuil qui peut être défini au préalable. 5 ) Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que le rendement de l'angle d'allumage est une grandeur qui est la moyenne de tous les rendements d'angle d'allumage de tous les cylindres existants. 6 ) Dispositif de réglage de la température de l'air combu- rant d'un moteur à combustion interne, dans lequel il y a un dispositif de refroidissement qui est branché par un disposi- tif de commande servant à refroidir l'air comburant dans la zone supérieure de charge du moteur et qui est débranché dans la zone inférieure de charge, caractérisé en ce que le dispositif de commande (12) branche le dispositif de re- froidissement (9, 10), quand il détecte une tendance du mo- teur à cliqueter qui dépasse un seuil qui peut être défini au préalable. 7 ) Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce qu' * on détecte comme indicateur de la tendance à cliqueter un décalage dans le sens du retard de l'angle d'allumage et * il branche le dispositif de refroidissement (9, 10), quand le décalage dans le sens du retard de l'angle d'allumage dépasse un seuil que l'on peut définir au préalable. 8 ) Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que le décalage dans le sens du retard de l'angle d'allumage est une grandeur qui est la moyenne de tous les décalages dans le sens du retard des angles d'allumage de tous les cylindres existants. 9 ) Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que * le dispositif de commande (12) détecte comme indicateur de la tendance du moteur à cliqueter un rendement d'angle d'allumage (etazw) et * il branche le dispositif de refroidissement(9, 10), quand le rendement de l'angle d'allumage (etazw) moyen tombe en dessous d'un seuil qui peut être défini au préalable. 10 ) Dispositif selon la revendication 9, caractérisé en ce que le rendement de l'angle d'allumage est une grandeur qui re- présente la moyenne de tous les rendements des angles d'allu- mage de tous les cylindres existants. 11 ) Dispositif selon la revendication 9, caractérisé en ce que le dispositif de refroidissement est une soufflante de re- froidissement (10) que l'on peut brancher. 12 ) Dispositif selon l'une des revendications 6 à 10, caractérisé en ce que le dispositif de refroidissement est un radiateur air/eau avec une pompe d'agent de refroidissement réglable. 13 ) Dispositif selon l'une des revendications 6 à 10, caractérisé en ce que le dispositif de refroidissement présente une dérivation avec une soupape de dérivation réglable.