Brevet FR2791394A1 — publié le 20000929

L'invention concerne un procédé pour la mise hors service et la remise en service de cylindres dans un moteur à combustion interne à plusieurs cylindres, dont les cylindres peuvent être séquentiellement mis hors service et remis en service. Pour augmenter la rentabilité dans l'exploitation d'un moteur à combustion interne, en particulier un moteur à combustion interne travaillant dans un véhicule, on effectue usuellement une mise hors service de cylindres en régime de coupure d'alimentation en décélération. Quelques ou tous les cylindres du moteur à combustion interne sont alors mis hors service, de sorte qu'il n'y a plus d'allumage d'un mélange carburant/air. Pour les moteurs à combustion interne à plusieurs cylindres, différents procédés sont connus pour mettre hors service ou en service les cylindres isolément, c'est-à-dire séquentiellement. Ainsi par exemple, des processus d'injection peuvent être empêchés dans quelques cylindres ou des soupapes d'échange de gaz peuvent être maintenues fermées en permanence. La mise hors service de cylindres a lieu généralement avec des types fixes et prédéfinis de mise hors service de cylindres; par exemple, on suspend l'injection de carburant pour tous les cylindres en fonction de la séquence d'allumage. Par nature, des à-coups notables de fonctionnement sont liés à la mise hors service et à la remise en service des cylindres, car avec la mise hors service la charge tombe brusquement à zéro et il se produit un couple de résistance. La présente invention a pour but de fournir des procédés de remise hors service et de remise en service de cylindres mis hors service, avec lesquels ces à-coups sont amoindris. Ce problème est résolu selon l'invention par - un procédé de mise hors service de cylindres dans un moteur à combustion interne à plusieurs cylindres, dont les cylindres peuvent être mis hors service individuellement, caractérisé en ce que la mise hors service des cylindres se fait en deux étapes, de telle manière que, dans une première étape, une partie des cylindres du moteur à combustion interne soit mise hors service et ensuite, dans une deuxième étape, une autre partie des cylindres des moteurs à combustion interne soit mise hors service, un intervalle de temps d'attente prédéterminé, choisi en fonction de l'exploitation, étant observé entre le début de la première étape et le début de la deuxième étape; - et par un procédé de remise en service de cylindres mis hors service d'un moteur à combustion interne à plusieurs cylindres, dont les cylindres peuvent être remis en service individuellement, caractérisé en ce que la remise en service de cylindres mis hors service se fait en deux étapes de telle manière que, dans une première étape, une partie des cylindres du moteur à combustion interne soit remise en service et ensuite, dans une deuxième étape, une autre partie des cylindres soit de nouveau mise en service, un intervalle de temps d'attente prédéterminé, choisi en fonction de l'exploitation, étant observé entre le début de la première étape et le début de la deuxième étape. Selon l'invention, pour la mise hors service de cylindres et la remise en service de cylindres mis hors service, on prend en considération l'oscillation propre de la chaîne d'entraînement. L'idée de base de l'invention est de diviser la mise hors service de cylindres et la remise en service de cylindres en deux étapes. A un instant auquel la mise hors service ou la remise en service de cylindres est exigée, une moitié seulement des cylindres est mise hors service et la deuxième moitié ne l'est qu'à un instant ultérieur approprié. Ainsi on parvient, d'une part, à une excitation aussi faible que possible de la chaîne d'entraînement, conduisant à des oscillations avec à-coups indésirables. Pour amortir de nouveau rapidement cette oscillation, d'autre part, le deuxième groupe de cylindres est mis hors service ou de nouveau remis en service au point d'inflexion suivant de la courbe de vitesse, c'est-à-dire lorsque la vitesse de rotation commence à s'écarter de la vitesse de consigne dans le sens oppose. Naturellement, pour des raisons d'exploitation du moteur à combustion interne, par exemple lors de la mise hors service et de la remise en service de l'injection, on doit prendre en considération une certaine avance afin que, à l'instant du point d'inflexion de la courbe de vitesse, en fait les cylindres adéquats soient mis hors service ou aient été remis en service. L'intervalle de temps entre la mise hors service et la remise en service du premier et du deuxième groupes de cylindres doit être choisi en fonction de l'exploitation, car par exemple la vitesse ou la sélection du rapport de vitesses ont une influence sur les oscillations avec a- coups. Comme les oscillations avec à-coups sont causées par la variation de couple lors de la mise hors service ou de la remise en service, on peut obtenir, à partir de la différence entre la vitesse de consigne et la vitesse actuelle, une fonction d'à-coups dont la demi- période est égale à l'intervalle de temps entre la mise hors service d'un des groupes de cylindres et de l'autre groupe de cylindres ou entre la remise en service d'un des groupes de cylindres et de l'autre groupe de cylindres. Si le moteur à combustion interne passe par des états de fonctionnement non stationnaires, l'intervalle de temps prédéterminé doit être corrigé en conséquence, par exemple en le mesurant en segments du signal de vilebrequin et en éliminant les variations relatives au début et à la durée de l'injection. Grâce à des formes de réalisation avantageuses, les procédés selon l'invention peuvent, de plus, présenter les particularités suivantes: l'intervalle de temps prédéterminé est égal à la demi-période d'une oscillation avec à-coups, qui a été excitée par la mise hors service ou la remise en service dans la première étape; l'intervalle de temps prédéterminée est inscrit dans un champ de caractéristiques qui a été dressé au moins en fonction de la vitesse de rotation du moteur à combustion interne; l'intervalle de temps prédéterminé est égal à la demi-période d'une fonction d'à-coups, qui a été obtenu d'après la différence d'une vitesse de consigne et de la vitesse actuelle du moteur à combustion interne; au moyen de la demi-période obtenue d'après cette différence et l'intervalle de temps prédéterminé prélevé dans le champ de caractéristiques, une valeur de correction est appliquée de manière adaptative avec laquelle l'intervalle de temps prédéterminé prélevé dans le champ de caractéristiques est corrigé, pour obtenir une valeur corrigée pour l'intervalle de temps prédéterminé; l'intervalle de temps prédéterminé est choisi en fonction du rapport de vitesses de la boîte de vitesses; dans un moteur à combustion interne dont l'injection est coupée pour la mise hors service des cylindres, l'intervalle prédéterminé pour des états de fonctionnement non stationnaires est corrigé en ce qui concerne les variations des prescriptions pour le début de l'injection et/ou la durée de l'injection; l'intervalle de temps prédéterminé est exprimé en segments d'un signal de vilebrequin. L'invention va être décrite ci-après plus en détail en se reportant aux dessins à l'aide d'un exemple de réalisation. Sur ces dessins: - la figure 1 représente un diagramme avec le déroulement d'une coupure d'alimentation en décélération en représentation synchrone par segments; - la figure 2 représente trois grandeurs différentes se présentant au début de la mise hors service de cylindres; et - la figure 3 représente un exemple d'allure= en fonction du temps d'une fonction d'à-coups. Dans ce qui suit, est décrite la mise hors service de cylindres d'un moteur à combustion interne à quatre cylindres. Les procédés selon l'invention sont naturellement valables également pour des machines à combustion interne à plusieurs cylindres quelconques et également de manière analogue pour la remise en service de cylindres mis hors service. De même, une partie seulement des cylindres existants du moteur à combustion interne peut être mise hors service, et certains cylindres peuvent continuer d'être exploités. Pour éviter ou diminuer les à-coups lors de la mise hors service séquentielle de cylindres d'un moteur à combustion interne, les cylindres sont mis hors service l'un après l'autre en deux groupes. Si une coupure d'alimentation en décélération doit commencer, une moitié des cylindres est tout d'abord mise hors service. Cela est représenté sur la figure 1. Sur la figure 1 sont représentés avec le symbole marqué 1 des processus d'injection, avec le symbole marqué 2 des processus d'injection supprimés, avec le symbole marqué 3 des allumages, avec le symbole marqué 4 un temps de fonctionnement producteur de couple d'un cylindre adéquat et avec le symbole marqué 5 un temps de fonctionnement récepteur de couple sans allumage de mélange carburant/air. La figure 1 représente le déroulement de la mise hors service de cylindres pour un moteur à combustion interne à quatre cylindres, les cylindres étant désignés par A, B, C et D selon leur ordre d'allumage. L'instant t1 désigne le début de la mise hors service du premier groupe de cylindres, l'instant t2, le début de la mise hors service du deuxième groupe de cylindres, l'instant t3, l'instant du premier temps de fonctionnement manquant du premier groupe de cylindres et à l'instant t4, l'instant du premier temps de fonctionnement manquant du deuxième groupe de cylindres. La courbe 6 dessinée sur le diagramme reproduit l'allure de la fonction d'à-coups. Si à l'instant tl, on constate qu'on doit commencer la coupure d'alimentation en décélération, l'injection suivante et celle qui la suit sont bloquées et ainsi un premier groupe de cylindres est formé. Dans le cas représenté sur la figure 1, le premier groupe de cylindre est composé des cylindres C et D, qui sont mis tout d'abord hors service. A l'instant t3, les cylindres du premier groupe de cylindres mis hors service fournissent un couple négatif. Pour cette raison, la vitesse actuelle du moteur à combustion interne commence à s'écarter de la vitesse de consigne. Il se produit une déviation de vitesse vers le bas. Pour maintenir aussi faible que possible l'oscillation avec à-coups excitée par la mise hors service de cylindres, le deuxième groupe de cylindres, dans l'exemple de la figure 1 les cylindres A et B, est maintenu en service au-delà de t3 et n'est mis hors service que plus tard. Dans l'exemple de la figure 1, ils exécutent encore un autre cycle de fonctionnement. Ainsi, l'excitation de la chaîne d'entraînement vers des oscillations avec à-coups est plus faible. Ensuite est exécutée la mise hors service du deuxième groupe de cylindres, c'est-à-dire des cylindres A et B, de telle manière qu'ils produisent leur couple négatif à un instant o la vitesse actuelle commence avec des à-coups à monter au-dessus de la vitesse de consigne. Cela se comprend mieux en considérant la fonction d'à-coups 6. Elle est obtenue à partir de la déviation de vitesse, en soustrayant la vitesse actuelle de la vitesse de consigne. Une allure à titre d'exemple d'une telle fonction d'à-coups est représentée sur la figure 3. La partie correspondante de la courbe 6 est introduite sur la figure 1. Comme on le voit, la valeur de la fonction d'à-coups commence à augmenter avec la mise en oeuvre de la coupure d'alimentation en décélération. La cause en est que le couple négatif des cylindres mis hors service effectue une excitation de la chaîne d'entraînement. Ainsi, les cylindres A et B du deuxième groupe de cylindres sont mis hors service de telle manière que, avec le passage par zéro de la fonction d'à-coups 6, c'est-à-dire au point d'inflexion de la courbe de vitesse, ils mettent à disposition le plein couple de résistance du moteur à combustion interne. Ainsi, les à- coups sont rapidement amortis. L'effet de ce procédé est représenté avec plus de précision sur la figure 2. La figure 2a représente en fonction du temps le degré de fonctionnement du moteur à combustion interne, 1 signifiant le fonctionnement de tous les cylindres et 0 la coupure totale d'alimentation en décélération. La figure 2b représente la courbe en fonction du temps de la vitesse du moteur à combustion interne pendant la coupure d'alimentation en décélération. Comme on peut le voir, les cylindres du premier groupe de cylindres sont mis hors service à l'instant t3. Dans l'exemple de la figure 1, ce sont les cylindres C et D. Le degré de fonctionnement du moteur à combustion interne tombe à 0,5 et la vitesse représentée par la courbe 11 commence à diminuer, c'est-à-dire qu'elle passe au-dessous de la vitesse de consigne. Le deuxième groupe de cylindres est alors mis hors service à t4 de telle manière que son couple de résistance prend naissance au moment o la vitesse actuelle commence à augmenter au- dessus de la vitesse de consigne. C'est pourquoi, à l'instant t4, le degré de fonctionnement du moteur à combustion interne est fixé à 0, comme le montre la courbe 10 de la figure 2a. Comme le représente la courbe 11 de la figure 2b, ce processus amortit rapidement l'oscillation avec à-coups dans la chaîne d'entraînement du moteur à combustion interne qui se reflète dans les oscillations de la vitesse. La courbe 12 indique à titre de comparaison l'allure de la vitesse, si à l'instant t3 le degré de fonctionnement du moteur à combustion interne était fixé à 0, c'est-à-dire tous les cylindres étaient simultanément mis hors service. D'après la figure 2a comme également d'après la figure 1, on voit que l'intervalle de temps entre la mise hors service du premier groupe de cylindres et la mise hors service du deuxième groupe de cylindres a une importance déterminante pour la mise hors service des cylindres avec peu d'à-coups. Cet intervalle de temps est désigné sur les figures 1 et 2 par T/2. Il représente la demi-période de la fonction d'à-coups indiquée sur la courbe 6 de la figure 3. Cette demi-période de l'oscillation de la chaîne d'entraînement dépend naturellement des caractéristiques de la chaîne d'entraînement, en particulier du rapport de vitesses de la boîte de vitesses. Dans une forme de réalisation avantageuse, l'intervalle de temps est mis en mémoire en fonction du rapport de vitesses sélectionné ainsi que de la vitesse de rotation, dans une table dans l'appareil de commande de marche du moteur à combustion interne. Lors d'une mise hors service de cylindres, on la lit dans la table et on en déduit l'instant t2 pour le deuxième groupe de cylindres. En option, l'intervalle de temps lu dans la table peut être corrigé de manière adaptative au cours du fonctionnement du moteur à combustion interne, en mesurant, par exemple en fonction du rapport de vitesses sélectionné, la durée de la période d'oscillation avec à- coups à partir de l'allure de la fonction d'à-coups 6, et en la transformant en une valeur de correction avec laquelle la valeur correspondante mise en mémoire dans la table est corrigée. Si la mise hors service de cylindres est effectuée par interruption de l'injection de carburant, la demi- période T/2 de l'oscillation de la chaîne d'entraînement doit être déjà fixée avant le début de la coupure d'alimentation en décélération, car l'interruption de l'injection de carburant à t, ou t2 doit se faire un peu avant l'instant t3 ou t4, auquel la cylindre respectif fournit un couple de résistance et exerce une influence correspondante sur les à- coups. L'application adaptative d'un facteur de correction qui est utilisé sur la valeur mise en mémoire dans la table pour la demi- période T/2 est donc particulièrement avantageuse pour réagir à des variations lentes dans la chaîne d'entraînement du moteur à combustion interne. REVENDICATIONS 1. Procédé de mise hors service de cylindres dans un moteur à combustion interne à plusieurs cylindres, dont les cylindres (A, B, C, D) peuvent être mis hors service individuellement, caractérisé en ce que la mise hors service des cylindres se fait en deux étapes, de telle manière que, dans une première étape, une partie des cylindres (C, D) du moteur à combustion interne soit mise hors service et ensuite, dans une deuxième étape, une autre partie des cylindres (A, B) des moteurs à combustion interne soit mise hors service, un intervalle de temps d'attente prédéterminé (T/2), choisi en fonction de l'exploitation, étant observé entre le début de la première étape et le début de la deuxième étape. 2. Procédé de remise en service de cylindres mis hors service d'un moteur à combustion interne à plusieurs cylindres (A, B, C, D), dont les cylindres peuvent être remis en service individuellement, caractérisé en ce que la remise en service de cylindres mis hors service se fait en deux étapes de telle manière que, dans une première étape, une partie des cylindres (A, B) du moteur à combustion interne est remise en service et ensuite, dans une deuxième étape, une autre partie des cylindres (C, D) est de nouveau mise en service, un intervalle de temps d'attente prédéterminé (T/2), choisi en fonction de l'exploitation, étant observé entre le début de la première étape et le début de la deuxième étape. 3. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'intervalle de temps prédéterminé est égal à la demi- période d'une oscillation avec à-coups, qui a été excitée par la mise hors service ou la remise en service dans la première étape. 4. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'intervalle de temps prédéterminé (T/2) est inscrit dans un champ de caractéristiques qui a été dressé au moins en fonction de la vitesse de rotation du moteur à combustion interne. 5. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'intervalle de temps prédéterminé (T/2) est égal à la demi-période d'une fonction d'à-coups, qui a été obtenue d'après la différence d'une vitesse de consigne et de la vitesse actuelle du moteur à combustion interne. 6. Procédé selon les revendications 4 et 5 prises ensemble, caractérisé en ce que, au moyen de la demi- période obtenue selon la revendication 5 et l'intervalle de temps prédéterminé (T/2) prélevé dans le champ de caractéristiques selon la revendication 4, une valeur de correction est appliquée de manière adaptative avec laquelle l'intervalle de temps prédéterminé prélevé dans le champ de caractéristiques selon la revendication 4 est corrigée, pour obtenir une valeur corrigée pour l'intervalle de temps prédéterminé. 7. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'intervalle de temps prédéterminé (T/2) est choisi en fonction du rapport de vitesses de la boîte de vitesses. 8. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que, dans un moteur à combustion interne dont l'injection est coupée pour la mise hors service des cylindres (A, B, C, D), l'intervalle de temps prédéterminé (T/2) pour des états de fonctionnement non stationnaires est corrigée en ce qui concerne les variations des prescriptions pour le début de l'injection et/ou la durée de l'injection. 9. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'intervalle de temps prédéterminé (T/2) est exprimé en segments d'un signal de vilebrequin.