Brevet FR2791393A1 — publié le 20000929

l "Procédé de mesure de la pression atmosphérique dans un moteur à combustion à soupapes sans arbres à cames" La présente invention concerne un moteur à combustion, notamment un moteur thermique de véhicule automobile. L'invention concerne plus particulièrement un procédé de mesure de la pression atmosphérique dans un circuit d'alimentation d'un moteur à combustion de véhicule automobile du type comportant un capteur de pression agencé io dans un dispositif de répartition d'air ou d'un mélange air/carburant qui est agencé en amont d'au moins un cylindre du moteur auquel le dispositif de répartition est relié par au moins une soupape d'admission. L'invention concerne plus particulièrement un moteur à combustion dont les soupapes d'admission et d'échappement de chaque cylindre son chacune commandée individuellement au moyen d'un actionneur linéaire, notamment d'un actionneur électromagnétique, chaque actionneur d'une soupape étant relié à une unité électronique de commande du moteur qui reçoit notamment un signal représentatif de la pression mesurée par le capteur de pression atmosphérique. Un tel moteur à combustion sans arbres à cames, aussi appelé moteur "camless", offre de grandes possibilités pour la commande individualisée des soupapes d'admission et d'échappement indépendamment du ou des diagrammes généraux de distribution du moteur. L'invention vise à proposer un procédé de mesure de la pression atmosphérique qui, grâce à ces facultés de commande individuelle des soupapes, notamment des soupapes d'admission, permet de disposer en permanence d'une mesure la plus précise possible de la pression atmosphérique. Dans ce but, I'invention propose un procédé du type mentionné précédemment, caractérisé en ce qu'il consiste à commander la fermeture de toutes les soupapes d'admission avant d'effectuer une mesure de la pression à l'aide du capteur. Grâce à une telle conception, il est possible d'effectuer une mesure de la pression atmosphérique dans des conditions instantanées permettant de s'affranchir quasiment de toute perturbation due au flux gazeux dans le dispositif répartiteur. o10 Selon d'autres caractéristiques de l'invention: - la mesure de la pression est effectuée de manière temporisée après fermeture de la dernière soupape d'admission; - le procédé consiste à commander la fermeture is simultanée de toutes les soupapes d'admission avant d'effectuer une mesure de la pression à l'aide du capteur; - pour la mesure de la pression atmosphérique dans un circuit d'alimentation d'un moteur à combustion de véhicule automobile du type comportant, en amont du dispositif de répartition, des moyens susceptibles de faire varier le débit et/ou la pression à l'intérieur du dispositif de répartition, le procédé consiste à commander lesdits moyens, préalablement à la mesure de la pression, de manière à établir dans le dispositif de répartition une pression sensiblement égale à la pression atmosphérique; - les moyens pour faire varier le débit comportent un papillon de commande du débit, et en ce que ce papillon est commandé en position de pleine ouverture préalablement à la mesure de la pression; - les moyens pour faire varier le débit comportent un dispositif de suralimentation, notamment un turbocompresseur, et en ce que le dispositif de suralimentation est inhibé préalablement à la mesure de la pression; - pour la mesure de la pression atmosphérique dans un circuit d'alimentation d'un moteur à combustion de véhicule automobile du type comportant une branche de recirculation des gaz d'échappement qui est reliée au dispositif de répartition à travers une valve de commande du débit des gaz recirculés, le procédé consiste à commander la fermeture de la valve préalablement à la mesure de la pression; - le procédé consiste à commander la fermeture de toutes les soupapes d'admission lors d'une phase décélération du moteur. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui suit pour la compréhension de laquelle on se reportera au dessin annexé dont la figure unique est une vue schématique partielle en coupe d'une partie d'un moteur à combustion interne à soupapes sans arbres à cames dans lequel la pression atmosphérique est mesurée selon un procédé conforme aux enseignements de l'invention. On a représenté à la figure unique un cylindre 10 d'un moteur à combustion interne à quatre temps et dont la partie supérieure forme une chambre de combustion 12 délimitée par un piston mobile 14 et par une culasse 15. Le cylindre 10 est alimenté en mélange air/carburant par un circuit d'admission 16 qui débouche dans la chambre de combustion 12 au travers d'une soupape d'admission 18 dont les déplacements sont commandés par un actionneur électromagnétique linéaire 11 afin d'obturer ou non la 3o communication entre le circuit d'admission 16 et la chambre de combustion 12. Un circuit d'échappement 17 est prévu pour l'évacuation des gaz brûlés hors de la chambre de combustion 12 au travers d'une soupape d'échappement 19 également commandée par un actionneur linéaire électromagnétique 13. La commande des soupapes d'admission 18 et d'échappement 19 est assurée par une unité électronique de commande 22 qui pilote les actionneurs 11 et 13, et qui commande aussi l'injection de carburant, ici indirecte, au moyen d'un injecteur 20, de même que l'allumage au moyen o d'une bougie (non représentée). L'unité électronique de commande 22 comporte notamment des moyens de mémorisation d'une ou plusieurs cartographies de fonctionnement du moteur dont chacune détermine les différents paramètres et états du moteur pour i5 une gamme de points de fonctionnement, en vue notamment de déterminer le régime de rotation du moteur, la charge de chaque cylindre, etc. L'unité électronique de commande reçoit des signaux représentatifs de paramètres de fonctionnement tels que le régime du moteur, la pression atmosphérique, la pression dans chaque cylindre, le débit des gaz d'admission et/ou d'échappement, le couple instantané fourni, etc. La pression atmosphérique Patm est une donnée essentielle pour le calcul de la masse d'air admise dans les cylindres du moteur et donc par conséquent pour la quantité de carburant à injecter dans les cylindres. Selon un agencement connu dans le cadre d'un moteur à soupapes et à arbres à cames, le circuit admission 16 peut comporter un dispositif 24 de répartition du flux d'air en direction de tous les conduits 26 d'admission dont chacun est associé à une soupape d'admission 18, et en amont duquel est par exemple disposé un papillon 28 de réglage du débit d'air dans le dispositif répartiteur 24. Selon un agencement connu, afin de mesurer la pression atmosphérique Patm, on mesure la pression Pint à I'intérieur du dispositif de répartition 24 au moyen d'un capteur de pression 30 qui est relié à l'unité électronique de commande 22. Il est bien entendu souhaitable d'effectuer chaque mesure de la pression Pint dans des conditions dans lesquelles elle est proche ou quasiment égale à la pression io atmosphérique Patm. Conformément au procédé selon l'invention, dans le cas d'urr moteur "camless", il est possible d'éviter les erreurs dues aux pertes de charge et au débit d'air dans le répartiteur d'air 24 en vue d'obtenir une mesure fiable et fréquente de la i5 pression atmosphérique en procédant, préalablement à chaque mesure de pression dans le capteur 30, à la fermeture de toutes les soupapes d'admission 18 au moyen de l'unité électronique de commande 22. Chaque mesure de la pression Pint est ainsi effectuée après la fermeture de la dernière soupape d'admission, toutes les soupapes d'admission 18 étant de préférence fermées simultanément avant chaque mesure de pression. En fermant toutes les soupapes d'admission de tous les cylindres, on peut mesurer, de préférence après un laps de temps donné, c'est-à-dire après une temporisation calibrée, la pression Pint qui est alors exactement égale à la pression Patm. Bien entendu, afin de ne pas perturber le fonctionne- ment normal du moteur, chaque mesure de la pression Pint nécessitant la fermeture des soupapes d'admission est effectuée pour un point de fonctionnement du moteur permettant le maintien momentané de toutes les soupapes d'admission en position fermée, un tel point de fonctionnement étant par exemple une phase de décélération ou une phase de changement de rapport dans le cas d'un moteur appartenant à un groupe motopropulseur comportant une boîte de vitesses mécanique (non représentée). Lorsque, comme dans le cas représenté à la figure unique, le circuit d'alimentation comporte un papillon 28 en amont du dispositif répartiteur, il est préférable de commander le papillon 28, par l'intermédiaire de l'unité électronique de io commande 22, en position de pleine ouverture si celui-ci est en position de fermeture totale ou partielle au moment o l'on souhaite effectuer la mesure de pression. En effet, en ouvrant le papillon 28, on obtient le plus rapidement possible l'équilibre entre la pression Pint à lI'intérieur du dispositif de répartition 24 et la pression atmosphérique Patm. Dans le cas, non représenté, d'un moteur muni d'un dispositif de suralimentation, tel qu'un turbocompresseur, il est bien entendu nécessaire d'effectuer l'opération de mesure de la pression Pint en ayant préalablement inhibé le dispositif de suralimentation de façon à obtenir le plus rapidement possible l'équilibre entre la pression Pint à l'intérieur du dispositif de répartition 24 et la pression atmosphérique Patm. Dans le cas d'un turbocompresseur, cette inhibition peut être obtenue en commandant la valve de décharge, aussi appelée "waste-gate" du turbocompresseur. Dans le cas, non représenté, o le moteur comporte un circuit d'alimentation avec au moins une branche de recirculation des gaz d'échappement qui est reliée au dispositif de répartition 24 à travers une valve de commande du débit des gaz recirculés, le procédé selon l'invention prévoit de commander la fermeture de la valve de recirculation des gaz préalablement à l'opération de mesure de la pression Pint. Afin de protéger la ligne d'échappement du moteur et plus particulièrement le pot catalytique si celle-ci en comporte un, en évitant un phénomène de refroidissement excessif et une saturation notamment en oxygène, la fermeture de toutes les soupapes d'admission en vue d'une opération de mesure de la pression atmosphérique est effectuée de préférence lors d'une phase de décélération du moteur. o0 Les principes mis en oeuvre dans le cadre du procédé selon l'invention qui ont été expliqués en considérant un seul cylindre comportant lui-même une seule soupape d'admission et une seule soupape d'échappement s'applique bien entendu à un moteur à plusieurs cylindres dont chacun comporte, le is cas échéant, plusieurs soupapes d'admission, et plusieurs soupapes d'échappement, dont chacune est commandée individuellement par un actionneur linéaire individuel 11. Si le moteur comporte plusieurs dispositifs répartiteurs dont chacun est associé à un cylindre ou à un groupe de cylindres, il est possible de mettre en oeuvre le procédé selon l'invention pour l'un des dispositifs répartiteurs en procédant à la fermeture de toutes les soupapes d'admission des cylindres alimentés par ce dispositif répartiteur. REVENDICATIONS 1. Procédé de mesure de la pression atmosphérique (Patm) dans un circuit d'alimentation d'un moteur à combustion de véhicule automobile du type comportant un capteur (30) de pression (Pint) agencé dans un dispositif (24) de répartition d'air ou d'un mélange air/carburant qui est agencé en amont d'au moins un cylindre (10) du moteur auquel le dispositif de répartition est relié par au moins une soupape d'admission (18) ol0 commandée par un actionneur linéaire (11), notamment par un actionneur électromagnétique, relié à une unité électronique de- commande (22) qui reçoit notamment un signal représentatif de la pression mesurée par le capteur (30), caractérisé en ce qu'il consiste à commander la fermeture de toutes les soupapes d'admission (18) avant d'effectuer une mesure de la pression (Pint) à l'aide du capteur (30). 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la mesure de la pression (Pint) est effectuée de manière temporisée après fermeture de la dernière soupape d'admission (18). 3. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il consiste à commander la fermeture simultanée de toutes les soupapes d'admission (18) avant d'effectuer une mesure de la pression (Pint) à l'aide du capteur (30). 4. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes pour la mesure de la pression atmosphérique dans un circuit d'alimentation d'un moteur à combustion de véhicule automobile du type comportant, en amont du dispositif de répartition (24), des moyens susceptibles de faire varier le débit (28) et/ou la pression (Pint) à l'intérieur du dispositif de répartition, caractérisé en ce qu'il consiste à commander lesdits moyens (28), préalablement à la mesure de la pression, de manière à établir dans le dispositif de répartition (24) une pression (Pint) sensiblement égale à la pression atmos- phérique (Patm). 5. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que lesdits moyens comportent un papillon (28) de commande du débit, et en ce que ce papillon (28) est commandé en position de pleine ouverture préalablement à la mesure de la pression. 6. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que lesdits moyens comportent un dispositif de suralimen- tation, notamment un turbocompresseur, et en ce que le dispositif de suralimentation est inhibé préalablement à la mesure de la pression. 7. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, pour la mesure de la pression atmosphérique dans un circuit d'alimentation d'un moteur à combustion de véhicule automobile du type comportant une branche de recirculation des gaz d'échappement qui est reliée au dispositif de répartition à travers une valve de commande du débit des gaz recirculés, caractérisé en ce qu'il consiste à commander la fermeture de la valve préalablement à la mesure de la pression. 8. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il consiste à commander la fermeture de toutes les soupapes d'admission lors d'une phase décélération du moteur.