Brevet FR2835569A1 — publié le 20030808

tesse actuelle c et/ou de l'évaluation de la dynamique actuelle Ac . Domaine de l'invention La présente invention concerne un procédé de commande d'une unité d'entraînement comportant un moteur à combustion interne selon lequel de l'air ou un mélange de carburant et d'air est comprimé s dans la chambre de combustion avec des moyens de compression, no- tamment un piston, et selon lequel, lors de la coupure du moteur à com- bustion interne, on réduit l'alimentation en carburant. L'invention concerne également un dispositif de commande d'une unité d'entraînement comprenant un moteur à combustion interne, des moyens o de compression notamment un piston pour comprimer l'air ou le mélange d'air et de carburant dans la chambre de combustion du moteur, le dispo- sitif comportant des moyens pour réduire l'alimentation en carturant lors de la coupure du moteur à combustion interne. Etat de la technique s Selon le document EP 105 41 50, on connaît un système de commande pour couper un moteur Diesel permettant de réduire les vibra tions en diminuant lentement la quantité de carburant indectée dans les cylindres. But de l'invention o La présente invention a pour but de développer un procédé et un dispositif permettant de commander une unité d'entraînement à moteur à combustion interne en réduisant les vibrations au moment de la coupure du moteur. Exposé et avantages de l' invention s A cet effet, l'invention concerne un procédé du type défini ci-dessus, caractérisé en ce qu'à la coupure du moteur à combustion in terne on lance, en plus de la réduction de l'alimentation en carburant, une décharge des moyens de compression. Le fait de décharger les moyens de compression, c'est-à-dire so les pistons, permet de réduire les vibrations au moment de la coupure du moteur, vibrations causées par la compression et la décompression de l'air dans la chambre de combustion du moteur. Cette solution est notamment avantageuse dans le cas de véhicules équipés d'un moyen d'entraînement hybride ou d'une combinai ss son hybride, ou encore de véhicules équipés de système marche/arrêt qui coupe le moteur à combustion interne dans certaines situations de con- duite sans que cela ne soit demandé de manière explicite par le conduc- teur. Cette coupure du moteur, qui se produit également fréquemment pendant la conduite du véhicule, peut ainsi être réalisée d'une manière très confortable. Si la décharge des moyens de compression se fait par ré- duction du couple fourni par le moteur à combustion interne, la réduction s du couple fourni par le moteur à combustion interne se fait par réglage en retard de l'instant d'allumage. Avantageusement, la décharge du moyen de compression se fait par l'ouverture d'un volet d'étranglement dans l'alimentation en air, en l'absence d'explosion dans la chambre de combustion. o Si la décharge des moyens de compression se fait par une réduction de la phase de compression, la réduction de la phase de com pression se fait par raccourcissement du temps de fermeture simultané de la soupape d'admission et de la soupape d'échappement de la chambre de combustion. s Enfin l'invention prévoit ainsi que la décharge des moyens de compression se fait par une ouverture permanente des soupapes d'admission et d'échappement de la chambre de combustion. Suivant d'autres caractéristiques avantageuses, il est parti- culièrement intéressant que la décharge des moyens de compression se o fait dans une première étape par la réduction du couple que doit fournir le moteur à combustion interne et dans une seconde étape par la réduction de la phase de compression et dans une troisième étape par une ouverture permanente des soupapes d'admission et d'échappement de la chambre de combustion. Cela permet de prendre plusieurs mesures pour décharger en s commun les moyens de compression pour arriver à une réduction consi- dérable des moyens de compression, et en particulier une réduction im- portante des vibrations lors de la coupure du moteur à combustion interne. La coupure du moteur à combustion interne peut ainsi se faire d'une manière encore plus confortable pour le conducteur surtout s'il s'agit d'un moteur à combustion interne de véhicule. En ce qui concerne le dispositif selon l'invention, il com- porte d'autres moyens pour décharger les moyens de compression, pour lesquels lors de la coupure du moteur à combustion interne en plus de la réduction de l'alimentation en carburant on décharge les moyens de com 3s pression. Dessins La présente invention sera décrite ci-après de manière plus détaillée à l'aide d'un exemple de réalisation représenté dans les dessins annexés dans lesquels: s - la figure 1 montre schématiquement une partie d'un moteur à com- bustion interne, - la figure 2 montre un schéma par blocs d'un dispositif selon l'invention pour commander une unité d'entraînement comprenant le moteur à combustion interne, lO - la figure 3 est un schéma par blocs des moyens de décharge des moyens de compression du moteur à combustion interne, - la figure 4 montre un diagramme de la course d'une soupape en fonc- tion de l'angle du vilebrequin, - la figure 5 montre un ordinogramme du déroulement du procédé de l'invention. Description de l'exemple de réalisation Selon la figure 1, la référence 1 désigne une unité d'entrâinement, par exemple un véhicule automobile. L'unité d'entrâînement ou unité motrice comprend un moteur à combustion in- o terne 5. Elle peut également comporter un autre moteur, par exemple un moteur électrique, pour constituer une combinaison hybride. Le moteur à combustion interne 5 comprend au moins une chambre de combustion , par exemple dans un cylindre du moteur 5. Le moteur à combustion interne 5 comporte également plusieurs cylindres ayant chacun un mo- s teur à combustion comme celui représenté à titre d'exemple et schémati quement à la figure 1. Des moyens de compression 15 sont prévus dans la chambre de combustion 10 selon la figure 1. Il peut s'agir, comme cela est prévu ci-après à titre d'exemple, d'un piston. Pendant le fonctionnement du moteur à combustion interne 5, le piston 15 monte et descend dans la chambre de combustion 10 et entraîne un vilebrequin par l'intermédiaire d'une bielle. Dans cet exemple, la chambre de combustion 10 reçoit un mélange aircarburant par un canal d'admission 5. Le canal d'admission 5 s'ouvre et se ferme par rapport à la chambre de combustion 10 par 3s l'intermédiaire d'une soupape d'admission 25. La chambre de combustion comporte en outre un dispositif d'allumage 60 surtout si le moteur à combustion interne 5 est un moteur à allumage commandé. Le dispositif d'allumage 60 peut être constitué par exemple par une bougie d'allumage avec une électrode de masse et une électrode centrale débouchant dans la chambre de combustion 10. L'électrode centrale selon la figure 1 porte la référence 65; l'électrode de masse porte la référence 70. Entre l'électrode centrale 65 et s l'électrode de masse 70 on forme l'étincelle d'allumage pour enflammer le mélange carburant-air comprimé par le piston 15 et fourni à la chambre de combustion 10 par le canal d'admission 50. En outre, un canal d'échappement 55 est relié à la chambre de combustion 10 pour recevoir et évacuer les gaz de combustion résultant de la combustion du mélange o carburant-air dans la chambre de combustion 10. Une soupape d'échappement 30 ouvre et ferme le canal d'échappement 55 par rapport à la chambre de combustion 10. La soupape d'admission 25 et la soupape d'échappement 30 sont actionnées soit par un arbre à cames commun soit par un arbre à cames associé respectivement à chacun d'eux. La ou les arbres à cames peuvent être entraînés par le vilebrequin, par exemple sui- vant un rapport de démultiplication de 2/1 dans le cas d'un moteur à quatre temps. Deux rotations du vilebrequin sont ainsi transformées en une rotation du ou des arbres à cames. La soupape d'admission 25 et la soupape d'échappement 30 o peuvent également être commandées en variante directement et cela indé- pendamment du vilebrequin pour ouvrir et fermer le canal d'admission 50 ou le canal d'échappement 55. Dans les moteurs à combustion interne habituels, la cou- pure de l'unité motrice 1 se fait par un retour brusque ou continu du car burant. Cela se traduit suivant le type de moteur et le mode de construction, par exemple dans le cas d'un véhicule en partie par des vi- brations très perceptibles. Ces vibrations sont engendrées par la compres- sion et la décompression de l'air dans la chambre de combustion 10 du moteur à combustion interne 5 même après la coupure de l'alimentation en carburant. C'est pourquoi, selon l'invention, comme le montre la figure 2, il est prévu un dispositif 35 qui comprend une unité de commande électronique 75 ainsi que des moyens 40 pour réduire l'alimentation en carburant et des moyens 45 pour décharger le piston 15. Les moyens 40 pour réduire l'alimentation en carburant et les moyens 45 pour décharger le piston sont commandés chaque fois par une unité de commande élec- tronique 75. A la figure 2, la référence 80 concerne des moyens pour cou- per le moteur à combustion interne 5. Ces moyens sont reliés au dispositif ou à l'unité de commande électronique 75. Les moyens 80 pour couper s le moteur à combustion interne 5 sont constitués par exemple par le con tact d'allumage. Ces moyens peuvent être actionnés par un ufflisateur à l'aide de la clé de contact permettant de couper le moteur à combustion interne 5. Dans le cas des moyens 80 pour couper le moteur à com bustion interne 5, il peut s'agir également par exemple d'un appareil de commande dans le cas d'un groupe d'entraînement hybride d'un véhicule, l'unité d'entrâînement 1 comportant alors en plus du moteur à combus tion 5 également un autre moteur comme par exemple un moteur électri o que. Suivant la situation de conduite, on peut couper le moteur à combustion interne 5 et l'appareil de commande du système hybride en voie un ordre correspondant à l'unité de commande électronique 75 pour couper le moteur à combustion interne 5. Les moyens 80 pour couper le moteur à combustion interne 5 peuvent par exemple être également un s appareil de commande d'un système marche/arrêt d'un véhicule; pour économiser du carburant dans certaines situations de cIrculation, par exemple à l'arrêt du véhicule, à un feu rouge ou dans un bouchon, un or dre de coupure est envoyé pour le moteur à combustion interne 5 par l'unité de commande électronique 75. Les moyens 40 pour réduire o l'alimentation en carburant et les moyens 45 pour décharger le piston 15 sont reliés chacun à l'unité d'entrâînement 1. La figure 2 montre ainsi également à titre d'exemple le vilebrequin entraîné par l'unité d'entraînement 1. Le vilebrequin porte la référence 85. Les moyens 40 pour réduire l'alimentation en carburant :5 sont activés par l'unité de commande électronique 75 lorsque les moyens pour couper le moteur à combustion interne 5 envoient un ordre de coupure correspondant à l'unité de commande électronique 75. Les moyens 40 pour réduire l'alimentation en carburant assurent alors qu'aucun carburant ne soit plus envoyé dans le canal d'admission 5. La réduction de l'alimentation en carburant à zéro peut se faire de manière brusque, c'est-à-dire par tout ou rien ou de façon continue, c'est-à-dire d'une façon non brusque. Pour réduire les vibrations du moteur à combustion interne liées à la réduction de l'alimentation en carburant, selon l'invention, à la ss coupure du moteur à combustion interne 5 on décharge les moyens de compression, c'est-à-dire les pistons 15 par les moyens 45. Cette décharge peut être lancée par l'unité de commande électronique 75 avant ou pen dant l' activation de s moyens 40 p our ré duire l' alimentation en carburant par une commande appropriée des moyens 45. La décharge du piston 15 conduit alors à ce que le piston 15 peut fonctionner si possible à vide dans la chambre de combustion 10 du cylindre correspondant et ainsi terminer sa course sans résistance si l'on réduit l'alimentation en carburant de la s manière décrite. Par la coupure du moteur à combustion interne 5 on évite alors dans une très large mesure que l'air qui se trouve dans la chambre de combustion 10 ne soit comprimé ou décomprimé. On réduit ainsi de manière considérable les vibrations gênantes à la coupure du moteur à combustion interne 5. o La figure 3 montre une nouvelle fois les moyens 45 pour dé charger le piston 15. La décharge du piston 15 peut être réalisée de diffé rentes manières. Ainsi, les moyens 45 peuvent être par exemple reliés à une commande d'allumage 90 pour régler l'instant de l'allumage du dispo sitif d'allumage 60. En plus ou en variante, les moyens 45 peuvent être S reliés à une commande de volet d'étranglement (papillon) 20 pour com- mander le dogré d'ouverture du volet d'étranglement assurant l'alimentation en air du canal d'admission 50. Le volet d'étranglement lui- même n'est pas représenté pour des raisons de lisibilité à la figure 1. En plus ou en variante, les moyens 45 peuvent être reliés à une commande de o soupape 200 pour commander les durées d'ouverture et de fermeture de la soupape d'admission 25 et de la soupape d'échappement 30. En plus ou en variante, les moyens 45 peuvent également être reliés à une commande de cylindre 205 pour couper certains cylindres par exemple par l'ouverture permanente de la soupape d'admission 25 et de la soupape s d'échappement 30. Une possibilité de décharge du piston 15 consiste à réduire le couple que doit fournir le moteur à combustion interne 5 par le vilebre- quin 85. Pour cela, on réduit par exemple ce couple à une valeur minimale prédéterminée. La valeur minimale prédéterminée peut correspondre par so exemple au couple minimal possible que le moteur à combustion interne 5 peut fournir par le vilebrequin 85. La réduction du couple à fournir par le moteur à combus- tion interne 5 et le vilebrequin 85 peut se faire par exemple par un retard du point d'allumage du dispositif d'allumage 60. Pour cela les moyens 45 ss de décharge du piston 15 commandent l'allumage 90 pour arriver à un point d'allumage aussi retardé que possible, par exemple dans une phase dans laquelle le piston 15 passe de la compression du mélange carburant- air introduit dans la chambre de combustion par l'intermédiaire du canal d'admission 50 dans la phase de décompression consécutive. Cela permet de réduire le rendement de la combustion et ainsi la sollicitation du piston 15. En plus ou en variante, les moyens 45 peuvent commander s la commande de volet d'étranglement 20 pour que cette commande de vo let d'étranglement 20 ouvre le volet d'étranglement pour l'alimentation en air à l'état non déclenché de la chambre de combustion 10. A l'état non déclenché de la chambre de combustion 10, le canal d'admission 50 ne fournit que de l'air et pas de carburant à la chambre de combustion 10. o Par cette ouverture du volet d'étranglement, l'air peut circuler sans diffi culté dans le canal d'admission 50 sans exercer de pression sur le piston , ce qui lui permet de terminer sa course librement. En plus ou en variante, les moyens 45 peuvent commander la commande de soupape 200 pour réduire la phase de compression du piston 15 et décharger ainsi le piston 15. La figure 4 montre ainsi de ma nière qualitative la course VH de la soupape d'admission 25 et de la sou pape d'échappement 30 en fonction de l'angle KW du vilebrequin 85 lorsque l'explosion se produit dans la chambre de combustion 10. Pour l'angle de vilebrequin O 0 dans la se conde et le cas échéant dans la troisième phase et est ainsi ouverte et/ou la soupape d'échappement 30 est également ouverte dans la troisième et le cas échéant seconde phase et y présente une course VH>0. On peut influencer ainsi la phase de compression et/ou de o décompression si la soupape d'admission 25 ou la soupape d'échappement 30 sont commandées directement par la commande de soupape 200. L'ouverture et la fermeture de la soupape d'admission 25 et/ou de la soupape d'échappement se faisant par l'intermédiaire d'un ou plusieurs arbres à cames, on peut réaliser le raccourcissement décrit de la s phase de compression et/ou de la phase de décompression si la ou les ar bres à cames sont réglables. Pour cela on prévoit un organe d'actionnement commandé de façon appropriée par la commande de sou pape 200 et qui réalise le réglage souhaité de l'arbre à cames pour rac courctr la phase de compression et/ou la phase de décompression. En raccourcissant la phase de compression et/ou la phase de décompression, on décharge le moteur à combustion interne 5 lors de la coupure également pour la compression/décompression des gaz se trouvant dans la chambre de combustion 10 et on décharge ainsi le piston 15. s5 En plus ou en variante, les moyens 45 peuvent commander la commande de cylindre 205 pour couper mécaniquement un ou plu sieurs cylindres du moteur à combustion interne 5. Cela se réalise en ce que la commande de cylindre 205 commande la soupape d'admission 25 et la soupape d'échappement 30 soit directement, soit par l'intermédiaire de l'organe d'actionnement de l'arbre à cames ou des arbres à cames, pour que la soupape d'admission 25 et la soupape d'échappement 30 de la chambre de combustion 10 soient ouvertes en permanence, c'est-à-dire s pour un angle de vilebrequin tel que O moteur à combustion interne 5. Grâce à cette mesure, il n'y aura plus aucune compression ni décompression, ce qui permet la décharge la plus efficace du piston 15. Au plus tard, lorsque les moyens 45 auront lancé la décharge du piston o 15 de la manière décrite, la commande électronique 75 demande aux moyens 40 de réduire l'alimentation en carburant, c'est- à- dire de coup e l'alimentation en carburant du canal ou tubulure d'admission 50 de ma nière brusque, c'est-à-dire par tout ou rien ou de façon continue, c'està dire en variant de manière continue jusqu'à zéro. Cela se traduit à la cou s pure proprement dite du moteur à combustion interne 5. Les moyens décrits permettent de couper le moteur à com bustion interne 5 avec moins de vibrations. Cela est particulièrement im portant si le moteur à combustion interne est coupé fréquemment comme dans le cas de véhicules à entrainement hybride ou équipés d'un système marche/arrét, c'est-à-dire que le moteur n'est pas coupé par le conduc teur. La coupure avec moins de vibrations du moteur à combustion in terne 5 augmente le confort du conducteur ou de la conduite et ainsi également l'acceptance de tels systèmes marche/arrét ou entrâînement hybride. La figure 5 montre un ordinogramme décrivant à titre d'exemple le déroulement du procédé selon l'invention. Après le lancement (1000) du programme, l'unité de commande électronique 75 vérifie au point de programme 100 si les moyens 80 pour couper le moteur à com bustion interne 5 ont reçu un ordre de coupure du moteur à combustion so interne 5. Si cela est le cas, on passe au point de programme 105; dans le cas contraire, on quitte le programme et on passe à la fin 2000 du pro gramme. Au point de programme 105, l'unité de commande électronique met en _uvre les moyens 45 pour décharger le piston 15. Les moyens commandent ensuite la commande d'allumage 90 de façon à produire s5 une temporisation de l'instant d'allumage et ainsi une réduction du couple que le moteur à combustion interne 5 doit fournir par l'intermédiaire du vilebrequin 85. Ensuite on passe au point de programme 110. Au point de programme 110, les moyens 45 de décharge du piston 15 vérifient si la soupape d'admission 25 et/ou la soupape d'échappement 30 sont com mandées directement ou par l'intermédiaire d'un organe d'actionnement assurant le réglage de l'arbre à cames. Si cela est le cas on passe au point de programme 115; dans le cas contraire on passe au point de pro s gramme 120. Le contrôle au point de programme 110 peut se réaliser en ce que les moyens 45 interrogent l'existence de la commande de soup ape ; si cette commande de soupape 200 existe, on détecte comme réali sable la commande de la soupape d'admission 25 et/ou la soupape d'échappement 30. En variante, on peut éviter le contrôle décrit par une o pré-configuration appropriée. Au point de programme 115, les moyens 45 pour décharger le piston 15 demandent à la commande de soupape 200 de raccourcir la phase de compression et/ou la phase de décompression, par exemple en réduisant le temps pendant lequel la soupape d'admission 25 et la sou s pape d'échappement 30 de la chambre de combustion 10 sont fermées si multanément, comme cela a été décrit. Ensuite on passe au point de programme 120. Au point de programme 120, les moyens 45 de décharge du piston 15 vérifent s'il est possible de couper un cylindre, c'est-à-dire s'il y a une commande de cylindre 205. Si cela est le cas, on passe au o point de programme 125. Dans le cas contraire, on passe au point de pro gramme 130. Au point de programme 125, les moyens 45 de décharge du piston 15 demandent à la commande de cylindre 205 d'ouvrir en perma nence la soupape d'admission 25 et la soupape d'échappement 30 de la chambre de combustion 10. Ensuite on passe au point de programme s 130. Au point de programme 130, l'unité de commande électronique 75 demande, aux moyens 40 de réduction de l'alimentation en carburant, de réduire cette alimentation en carburant de la tubulure ou canal d'admission 50 de manière brusque ou en continu jusqu'à zéro. Ensuite on passe à la fin 2000 du programme. La présente invention a été décrite ci-dessus dans le cas d'un moteur à essence avec compression du mélange d' air et de carbu rant. L'invention peut s'appliquer de façon correspondante à un moteur Diesel dans lequel on ne comprime que de l'air. De même, l'invention peut s'appliquer à des moteurs à essence à indection directe dans lesquels on s comprime un mélange d'air et de carburant ou seulement de l'air. REVENDICATIONS 1 ) Procédé de commande d'une unité d'entraînement (1) comportant un moteur à combustion interne (5) selon lequel de l'air ou un mélange de carburant et d'air est comprimé dans la chambre de combustion (10) avec s des moyens de compression (15), notamment un piston, et selon lequel, lors de la coupure du moteur à combustion interne (5), on réduit l'alimentation en carburant, caractérisé en ce qu' à la coupure du moteur à combustion interne (5) on lance, en plus de la 0 réduction de l'alimentation en carburant, une décharge des moyens de compression (15). 2 ) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la décharge des moyens de compression (15) se fait par réduction du cou ple fourni par le moteur à combustion interne (5). 3 ) Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que la réduction du couple fourni par le moteur à combustion interne (5) se fait par réglage en retard de l'instant d'allumage. 4 ) Procédé selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que s la décharge du moyen de compression (15) se fait par l'ouverture d'un vo- let d'étranglement dans l'alimentation en air, en l'absence d'explosion dans la chambre de combustion (10). ) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la décharge des moyens de compression (15) se fait par une réduction de la phase de compression. 6 ) Procédé selon la revendication 5, 3s caractérisé en ce que la réduction de la phase de compression se fait par raccourcissement du temps de fermeture simultané de la soupape d'admission et de la soupape d'échappement de la chambre de combustion (10). 7 ) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la décharge des moyens de compression (15) se fait par une ouverture permanente des soupapes d'admission et d'échappement (25, 30) de la chambre de combustion (10). 8 ) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la décharge des moyens de compression (15) se fait dans une première o étape (105) par la réduction du couple fourni par le moteur à combustion interne (5) et dans une seconde étape (115) par la réduction de la phase de compression et dans une troisième étape (125) par une ouverture perma- nente des soupapes d'admission et d'échappement (25, 30) de la chambre de combustion (10). 9 ) Dispositif (35) de commande d'une unité d'entrâînement (1) compre nant un moteur à combustion interne (5), des moyens de compression (15) notamment un piston pour comprimer l'air ou le mélange d'air et de car burant dans la chambre de combustion (10) du moteur (5), le dispositif o (35) comportant des moyens (40) pour réduire l'alimentation en carburant lors de la coupure du moteur à combustion interne (5), caractérisé en ce que le dispositif (35) comporte d'autres moyens (45) pour décharger les moyens de compression (15), pour lesquels lors de la coupure du moteur à com bustion interne (15) en plus de la réduction de l'alimentation en carburant