Brevet FR2854925A1 — publié le 20041119

Domaine de l'invention La présente invention concerne un procédé de démarrage d'un moteur à combustion interne notamment d'un véhicule, dont le moteur à combustion interne comportant plusieurs cylindres et un démar5 reur, est entraîné par le démarreur, et dont le carburant est injecté directement dans la chambre de combustion du moteur à combustion interne pour y être brûlé. L'invention concerne également un programme d'ordinateur, un appareil de commande et un moteur à combustion in10 terne ainsi équipé. Etat de la technique On connaît un tel procédé par exemple dans les moteurs à combustion interne à injection directe dont le moteur démarre en mode stratifié. Pour cela de façon générale au démarrage du moteur à combus15 tion interne il faut tenir compte du fait qu'il faut plus de carburant que nécessaire pour le fonctionnement normal du moteur. Cela provient de ce qu'au démarrage du moteur à combustion interne il se développe un film de paroi notamment sur les parois des cylindres du moteur à combustion interne. La masse de carburant nécessaire à cela ne participe pas dans 20 ces conditions à la combustion et au démarrage du moteur à combustion interne. But de l'invention La présente invention a pour but de développer un procédé de démarrage d'un moteur à combustion interne permettant d'améliorer 25 l'opération de démarrage en particulier pour éviter les émissions polluantes et une consommation excessive de carburant. Exposé et avantages de l'invention A cet effet l'invention concerne un procédé du type défini cidessus caractérisé en ce qu'après un début de démarrage à partir duquel 30 le moteur à combustion interne est mis en mouvement, dans le cylindre respectif qui exécute un premier temps de compression, on injecte le carburant sous la forme d'au moins deux injections partielles pendant le temps de compression dans la chambre de combustion. L'invention concerne également un programme d'ordinateur 35 pour l'exécution d'un tel procédé et un appareil de commande pour son exécution, ainsi qu'un moteur à combustion interne appliquant ce procédé. Selon d'autres caractéristiques avantageuses, on injecte successivement les injections partielles à des intervalles différents et/ou les injections partielles ont des durées différentes. Les injections partielles permettent une meilleure homogé5 néisation du nuage de la charge stratifié développé dans la chambre de combustion. Ainsi, les différentes gouttelettes de carburant peuvent mieux se vaporiser si bien que globalement on aura plus de carburant participant à la combustion suivante. En même temps on rend la vaporisation du carburant plus efficace si bien que moins de carburant se dépose no10 tamment sur les parois des cylindres. Par comparaison au mode stratifié normal d'un moteur à combustion interne selon lequel le carburant est injecté par une injection unique dans la chambre de combustion, l'invention permet une meilleure utilisation du carburant injecté. Cela est toutefois synonyme d'une réduction de la quantité de carburant à injecter 15 et ainsi une réduction de la consommation de carburant au démarrage. Par exemple si dans les temps de compression suivants on injecte le carburant également sous la forme d'injections partielles, de préférence on modifie les intervalles des injections partielles pour des temps de compression successifs et/ou les durées des injections partielles changent 20 pour des temps de compression successifs. Avantageusement de plus, on modifie la pression agissant sur le carburant, dans les temps de compression successifs. Le fait d'injecter du carburant pendant le temps de compression directement dans la chambre de combustion, assure également 25 en même temps que malgré la moindre quantité de carburant il se forme dans la chambre de combustion un mélange carburant/air susceptible d'être allumé, qui garantit la combustion et ainsi le démarrage du moteur à combustion interne. Si on allume le carburant à injecter sensiblement à la fin du 30 temps de compression c'est-à-dire sensiblement au point mort haut (OT) du cylindre correspondant, avantageusement on déplace l'instant de l'allumage pour des temps de compression successifs de préférence vers le point mort haut (OT). En outre, le procédé selon l'invention permet de diminuer 35 les émissions polluantes du moteur à combustion interne en particulier la quantité d'hydrocarbures imbrûlés. L'invention permet également de réduire les dimensions du système de gaz d'échappement du moteur à combustion interne. Cela résulte notamment de la réduction des émissions polluantes pendant le démarrage du moteur à combustion interne. Cela permet également de chauffer le système des gaz d'échappement par exemple en retardant le point d'allumage, et d'arriver plus rapidement à la température de fonctionnement. Dessins La présente invention sera décrite ci-après de manière plus détaillée à l'aide d'exemples de réalisation représentés dans les dessins annexés dans lesquels: - la figure 1 montre schématiquement un exemple de réalisation d'un 10 moteur à combustion interne selon l'invention, - la figure 2 montre un diagramme schématique d'un exemple de réalisation d'un procédé selon l'invention pour démarrer le moteur à combustion interne de la figure 1. Description de modes de réalisation de l'invention La figure 1 montre un moteur à combustion interne 10 notamment destiné à équiper un véhicule automobile. Le moteur à combustion interne 10 est un moteur à combustion interne à essence à injection directe. L'invention décrite ci-après n'est toutefois pas limitée à cet exemple et peut également s'appliquer à un moteur à combustion interne Die20 sel. Le moteur à combustion interne 10 comporte plusieurs cylindres dont un seul cylindre 1 1 est représenté à la figure 1. Le cylindre 11 comporte un piston 12 à mouvement alternatif. Le cylindre 11 et le piston 12 délimitent une chambre de combustion 13. Une conduite d'aspiration 25 14 est reliée à la chambre de combustion 13 pour fournir de l'air à la chambre de combustion 13. La chambre de combustion 13 est également reliée à une conduite d'échappement 15 par laquelle les gaz d'échappement sortent de la chambre de combustion 13. Des soupapes 14 commandent l'alimentation en air et l'évacuation des gaz d'échappement. 30 Un injecteur 17 et une bougie d'allumage 18 sont associés à la chambre de combustion 13. L'injecteur 17 permet d'injecter du carburant dans la chambre de combustion 13 et la bougie 18 permet d'allumer le carburant à injecter dans la chambre de combustion 13 pour brûler. L'injecteur 17 est relié par une conduite de haute pression 35 19 à un accumulateur de carburant 20. L'accumulateur de carburant 20 reçoit en permanence du carburant sous pression élevée. Pour cela on a habituellement une pompe d'alimentation en carburant et une pompe à haute pression. La pression dans l'accumulateur de carburant 20 peut être commandée et/ou régulée à des valeurs prédéterminées. Pour cela un capteur de pression et une soupape de commande de pression sont associés à l'accumulateur de carburant 20. Ensuite tous les cylindres du moteur à combustion interne 10 sont alimentés en carburant à partir de l'accumulateur de pression 20. La figure 2 montre un procédé de démarrage du moteur à combustion interne 10. Ce procédé est exécuté par un appareil de commande recevant les signaux d'entrée de capteur tel qu'un capteur de pression et générant des signaux de sortie destinés aux actionneurs tels que 10 l'injecteur 17 ou la soupape de commande de pression pour commander le moteur à combustion interne 10. L'appareil de commande est réalisé pour exécuter le procédé décrit ci-après. Pour cela, l'appareil de commande peut être réalisé en technique de circuit analogique et/ou sous la forme d'un processeur numérique avec une mémoire. Dans ce dernier cas, un 15 programme d'ordinateur est prévu pour exécuter le procédé. La figure 2 montre la phase de démarrage du moteur à combustion interne 10 en fonction de l'angle de vilebrequin KW et ainsi indirectement également en fonction du temps. Cette phase de démarrage commence par un début de démarrage S au cours duquel le démarreur 20 (moteur de démarreur) commence à entraîner le moteur à combustion interne 10. Ensuite la phase de démarrage comporte un premier temps de compression 21 associé à chaque cylindre du moteur à combustion interne 10; après l'instant de démarrage S celui-ci exécute en premier lieu 25 son temps de compression. Comme le montre la figure 2, ce temps de compression 21 occupe 180 KWjusqu'au point mort haut OT du cylindre correspondant. Au cours de ce premier temps de compression 21, le carburant est injecté dans le cylindre correspondant du moteur à combustion 30 interne 10. Cette injection se fait à l'aide de l'injecteur 17, directement dans la chambre de combustion 13 de ce cylindre. Cette injection développe dans la chambre de combustion 13 un nuage de la charge stratifié ou composé de carburant au niveau de la bougie d'allumage 18. Comme le montre la figure 2, l'injection du carburant est 35 exécutée sous la forme de plusieurs injections partielles 22. Il peut également s'agir de deux ou plusieurs injections partielles 22. Les intervalles entre les différentes injections partielles 22 peuvent être différents ou égaux. Les durées respectives des différentes injections partielles peuvent également être différentes ou identiques. Toute combinaison est également envisageable. L'injection de carburant sous la forme de plusieurs injections partielles 22 assure l'homogénéisation du nuage de la charge strati5 fié dans la chambre de combustion 13. Entre les différentes quantités de carburant injectées pour les différentes injections partielles 22, il se forme des couches d'air ce qui favorise la vaporisation du carburant dans le nuage de la charge stratifié. Il se développe ainsi un nuage de charge stratifié dans la zone de la bougie d'allumage 18 sous la forme d'un mél0 lange très homogène de carburant et d'air avec une forte composante de carburant présente à l'état de vapeur. Sensiblement au point mort haut OT du signal correspondant on allume ce mélange carburant/air à l'aide de la bougie d'allumage 18. Cette situation est représentée à la figure 2 par une étincelle 15 d'allumage 23. Pour le premier temps de compression l'allumage se fait plutôt juste avant le point mort haut OT. Cela se traduit par une première combustion dans le moteur à combustion interne 10. La seconde combustion se fait dans le cylindre du moteur à 20 combustion interne 10 dont le temps de compression est le suivant. L'exécution des injections partielles 22 et de l'allumage 23 est ainsi réalisée principalement de la même manière que cela a été décrit en relation avec la figure 2. Cela s'applique essentiellement également aux autres com25 bustions suivantes pendant la phase de démarrage du moteur à combustion interne 10. Il est ainsi possible pendant la phase de démarrage, au cours des combustions successives, de modifier les injections partielles 22 ainsi exécutées et cela en modifiant leur nombre, leurs intervalles et/ou 30 leur durée. Il est également possible de modifier au cours des combustions successives, les allumages respectifs 23 et cela en particulier dans le sens d'un instant d'allumage après le point mort haut du cylindre respectif. Une autre possibilité consiste à modifier la pression agissant sur le carburant pendant la phase de démarrage et qui est en défini35 tive générée par l'accumulateur de carburant 20 et maintenue par celui-ci. Une telle modification influence notamment l'évaporation du carburant dans la chambre de combustion 13 du moteur à combustion interne 10. On peut également envisager de modifier les autres paramètres agissant sur les combustions successives si la vitesse de rotation du moteur à combustion interne 10 se rapproche du régime de ralenti. On peut alors passer lentement en un mode stratifié normal sans injection partielle ou en un mode homogène. Le procédé ainsi décrit pour démarrer le moteur à combustion interne 10 peut s'appliquer à toutes les températures de fonctionnement c'est-à-dire également pour le démarrage à froid du moteur à combustion interne 10. REVENDICATIONS 1 ) Procédé de démarrage d'un moteur à combustion interne (10) notamment d'un véhicule, dont le moteur à combustion interne (10) comportant plusieurs cylindres et un démarreur, est entraîné par le démarreur, et 5 dont le carburant est injecté directement dans la chambre de combustion (13) du moteur à combustion interne (10) pour y être brûlé, caractérisé en ce qu' après un début de démarrage (S) à partir duquel le moteur à combustion interne (10) est mis en mouvement, dans le cylindre respectif (11) qui exé10 cute un premier temps de compression (21), on injecte le carburant sous la forme d'au moins deux injections partielles (22) pendant le temps de compression (21) dans la chambre de combustion (13). 2 ) Procédé selon la revendication 1, 15 caractérisé en ce qu' on injecte successivement les injections partielles (22) à des intervalles différents. 3 ) Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, 20 caractérisé en ce que les injections partielles (22) ont des durées différentes. 4 ) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que dans les temps de compression suivants on injecte le carburant également sous la forme d'injections partielles (22). 5 ) Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce qu' on modifie les intervalles des injections partielles (22) pour des temps de compression successifs. 6 ) Procédé selon l'une quelconque des revendications 4 ou 5, caractérisé en ce que les durées des injections partielles (22) changent pour des temps de compression successifs. 7 ) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu' on modifie la pression agissant sur le carburant, dans les temps de compression successifs. 8 ) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu' on allume le carburant à injecter sensiblement à la fin du temps de compression (21) c'est-à-dire sensiblement au point mort haut (OT) du cylindre correspondant. 10 9 ) Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce qu' on déplace l'instant de l'allumage pour des temps de compression successifs de préférence vers le point mort haut (OT). 15 10 ) Moteur à combustion interne (10) comportant un appareil de commande destiné à l'application du procédé selon l'une quelconque des revendications 1 a 9.