Brevet FR2859242A1 — publié le 20050304

UNITE DE COMMANDE D'UN MOTEUR A COMBUSTION INTERNE La présente invention se rapporte à une unité de commande d'un moteur à combustion interne qui, en particulier, commande la soupape de recirculation des gaz d'échappement (RGE) pour faire revenir les gaz d'échappement dans un système d'admission du moteur. On sait qu'un moteur à combustion interne est muni d'un moyen de recirculation de gaz d'échappement qui reçoit une partie des gaz d'échappement avec l'air frais de façon à abaisser la température de combustion du moteur pour réduire la concentration de NOx (oxydes d'azote) dans les gaz d'échappement. Ce type de moteur à combustion interne comporte dans la tubulure de recirculation de gaz d'échappement une soupape de RGE par l'intermédiaire de laquelle les gaz d'échappement reviennent jusqu'à une tubulure d'admission du moteur. Cette soupape de RGE règle le débit de recirculation des gaz d'échappement dans les gaz d'admission. La quantité de gaz d'échappement impliquée dans la recirculation est réglée d'après le régime du moteur à combustion interne. Ainsi, le degré d'ouverture de la soupape de RGE est augmenté ou réduit d'après la demande d'injection de carburant et la vitesse de rotation du moteur. En outre, le degré d'ouverture de la soupape de RGE est rapidement réduit au minimum lorsque l'augmentation, par unité de temps, de la demande d'injection de carburant dépasse une valeur donnée. L'augmentation de la valeur d'injection de carburant est interprétée comme une demande d'augmentation du couple afin d'empêcher les rejets de fumées par le manque d'air provoqué en particulier par le délai de réaction du compresseur. La valeur de la demande d'injection de carburant est ordinairement réglée par l'ouverture de l'accélération sous l'action du conducteur. Cependant, actuellement, la valeur d'injection de carburant est également réglée par le régulateur de vitesse, qui régularise d'une façon pré-établie le régime, par exemple la vitesse de conduite, à une valeur fixe, comme expliqué dans le brevet japonais n 3 316 867. Le régulateur de vitesse est employé pour un écoulement régulier du trafic sur une voie rapide sans carrefours. Ici, le régulateur de vitesse commande la valeur d'injection de carburant d'après le retour de la variation de l'inclinaison de la surface de la chaussée, ce qui risque d'abréger la durée de vie de la soupape RGE lorsqu'elle est fréquemment actionnée alors que la surface de la chaussée est dans un certain état. La présente invention vise à réaliser une unité de commande de moteur à combustion interne qui réalise l'actionnement de la soupape de RGE d'une manière appropriée. La présente unité de commande de moteur à combustion interne est pourvue de la tubulure de RGE, par laquelle une partie des gaz d'échappement revient jusqu'à une tubulure d'admission du moteur, et de la soupape de RGE dans la tubulure de RGE, laquelle règle la quantité de gaz d'échappement en recirculation dans des gaz d'admission. Par ailleurs, un régulateur de vitesse dans l'unité de commande commande la valeur d'injection de carburant de façon que le régime d'un véhicule soit régulier. En outre, un régulateur de RGE commande le degré d'ouverture de la soupape de RGE d'après la valeur d'injection de carburant et réduit rapidement au minimum le degré d'ouverture de la soupape de RGE si l'augmentation de la valeur d'injection de carburant par unité de temps dépasse une valeur de référence. En outre, un circuit tampon de RGE empêche le régulateur de RGE de réduire rapidement le degré d'ouverture de la soupape de RGE si la valeur d'injection de carburant varie du fait de l'utilisation du régulateur de vitesse. La fonction du circuit tampon de RGE est par exemple d'atténuer une fluctuation de la valeur d'injection de carburant régulée par le régulateur de vitesse. Le circuit tampon de RGE peut servir à accroître la valeur de référence lorsque la valeur d'injection de carburant est commandée par le régulateur de vitesse. Par ailleurs, le circuit tampon de RGE peut également empêcher le régulateur de RGE de réduire rapidement le degré d'ouverture de la soupape de RGE pendant la période où la valeur d'injection de carburant est commandée par le régulateur de vitesse. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront, ainsi que les modes de fonctionnement et la fonction des organes correspondants, à l'examen de la description détaillée ci-après, des revendications annexées et des dessins qui font tous partie de la présente demande. Sur les dessins: la Fig. 1 est une vue schématique d'un moteur à combustion interne selon une première forme de réalisation de la présente invention; la Fig. 2 est une vue en coupe d'une soupape de RGE dans le moteur à combustion interne selon une première forme de réalisation; la Fig. 3 est un chronogramme qui illustre le fonctionnement d'un dispositif de commande pour le moteur à combustion interne selon une première forme de réalisation; la Fig. 4 est un chronogramme qui illustre le fonctionnement d'un dispositif 5 de commande pour le moteur à combustion interne selon une technique antérieure; et la Fig. 5 est un chronogramme qui illustre la valeur d'injection de carburant demandée lorsque l'accélérateur est actionné par un conducteur dans l'intention d'obtenir une vitesse uniforme du véhicule. Une forme de réalisation de la présente invention va être décrite en référence aux figures 1 à 3. La Fig. 1 représente une vue schématique de la forme de réalisation de l'unité de commande de moteur à combustion interne. Ci-après, on décrira principalement le fonctionnement de la RGE (Recirculation des Gaz d'Echappement). L'unité de commande de moteur à combustion interne est pourvue d'un bloc de commande électronique (ECU) 11 pour commander l'injection de carburant ou l'allumage, d'un régulateur 13 de RGE pour commander la soupape de RGE et d'un régulateur de vitesse 12 pour commander la valeur d'injection de carburant afin de réguler la vitesse. Le ECU Il, le régulateur 13 de RGE et le régulateur de vitesse 12 sont par exemple constitués par des micro-ordinateurs et des circuits d'entrée/sortie. Le ECU 11 commande chaque organe du moteur à combustion interne d'après les signaux émis par les capteurs détectant l'état de chaque organe du moteur, par exemple le régime. La valeur d'injection de carburant, une valeur servant à commander l'injecteur de carburant, est déterminée d'après une mappe sur laquelle sont entrés le degré d'ouverture de l'accélérateur et la vitesse de rotation du moteur. Le régulateur de vitesse 12 est en marche lorsqu'un commutateur présent, par exemple, sur le tableau de bord d'un véhicule est mis en position de mode de régulation de vitesse par le conducteur. Le régulateur de vitesse 12 délivre les signaux demandant la vitesse du véhicule ou la valeur d'injection du carburant. (Ci-après, le signal demandant la valeur d'injection de carburant délivré par le régulateur de vitesse 12 en marche est appelé "signal d'injection de carburant en régulation de vitesse" et celui calculé dans et délivré par le ECU 11 lorsque le régulateur de vitesse 12 n'est pas en marche est appelé "signal d'injection de carburant en mode manuel"). Le signal d'injection de carburant en régulation de vitesse est appliqué au ECU 11 comme valeur pour commander l'injecteur de carburant à la place du signal d'injection de carburant en mode manuel lorsque le régulateur de vitesse est en marche. Ce signal d'injection de carburant en régulation de vitesse est établi d'après les signaux demandant que la vitesse ou le régime du véhicule soit constant. Le régulateur 13 de RGE règle la quantité de gaz d'échappement en recirculation en commandant la soupape 2 de RGE. La soupape 2 de RGE est située dans la tubulure de RGE, qui fait revenir une partie des gaz d'échappement depuis la tubulure d'échappement vers la tubulure d'admission du moteur à combustion interne. La Fig. 2 représente une forme courante de la soupape 2 de RGE. La soupape 2 de RGE comprend un corps 3, constituant une partie de la tubulure de RGE, elle comporte une chambre d'entrée 31 reliée à la tubulure d'échappement, une chambre de sortie 32 reliée à la tubulure d'admission et une membrane 33 constituant la limite entre les chambres d'entrée et de sortie 31, 32. La membrane 33 a une forme cylindrique de sorte que la chambre d'entrée 31 fasse saillie dans la chambre de sortie 32. Ainsi, la membrane cylindrique 33 et le corps 3 entourant la membrane 33 sont disposés sous la forme de cylindres doublés. L'intérieur de la membrane cylindrique 33 constitue la chambre d'entrée 31 et l'extérieur constitue la chambre de sortie 32. La membrane 33 a sur son pourtour une paire de trous traversants en regard l'un de l'autre et dont les rebords sont pourvus de sièges 41a, 41b de soupape de forme annulaire. Chacun des sièges 41a, 41b de soupape est fermé par chacune des têtes 42a, 42b de soupape en forme de disques, qui sont retenus par une tige 4 de soupape passant à travers les trous traversants. Une électrovanne 52 communique un mouvement linéaire à un induit 51, qui est monté d'une manière approximativement coaxiale sur la tige 4 de soupape et qui règle la hauteur de levée des têtes 42a, 42b de soupape. Un détecteur 6 de levée est disposé à l'extrémité axiale de la tige 4 de soupape et détecte la hauteur de levée des têtes 42a, 42b de soupape ou le degré d'ouverture de la soupape 2 de RGE. Le régulateur 13 de RGE est pourvu de certains circuits périphériques tels qu'un circuit de commande de rapport cyclique qui règle l'apport d'électricité fournie pour faire fonctionner l'électrovanne 52, le rapport cyclique étant établi d'après la hauteur de levée voulue et le signal de hauteur de levée délivré par le détecteur 6 de levée. Les signaux d'injection de carburant servent également à établir le rapport cyclique, c'est-à-dire la commande de la soupape 2 de RGE. Le régulateur 13 de RGE commande le degré d'ouverture de la soupape d'après la valeur d'injection de carburant demandé dans les signaux d'injection de carburant et la vitesse de rotation du moteur. Par ailleurs, le régulateur 13 de RGE réduit rapidement au minimum, ou ouverture nulle, le degré d'ouverture de la soupape 2 de RGE lorsque l'augmentation de la valeur d'injection de carburant par unité de temps dépasse une valeur de référence. L'augmentation de la valeur d'injection de carburant par unité de temps est obtenue par différenciation de la valeur d'injection de carburant par le temps, c'est-à-dire en divisant la différence de la valeur d'injection de temps au cours d'un laps de temps donné par un temps donné. Ci-après, la valeur d'injection de carburant utilisée pour commander la soupape 2 de RGE est appelée "valeur d'injection de carburant pour commande de RGE". Le processeur 131 de signal d'injection de carburant présent dans le régulateur 13 de RGE choisit la valeur d'injection de carburant entre le signal d'injection de carburant en mode manuel lorsque la commande de régulation de vitesse n'est pas en marche et le signal d'injection de carburant en régulation de vitesse lorsque la régulation de vitesse est en marche. Le rapport cyclique est établi de façon que le degré d'ouverture de la soupape 2 de RGE diminue rapidement jusqu'à une ouverture nulle pendant le choix du signal d'injection de carburant en mode manuel, c'est-à-dire que la commande de régulation de vitesse n'est pas en marche. On va maintenant décrire le cas dans lequel le rapport cyclique est établi d'après la valeur d'injection de carburant en régulation de vitesse lorsque la commande de régulation de vitesse n'est pas en marche. La valeur d'injection de carburant en régulation de vitesse est appliquée, via le circuit tampon 14 de RGE, au processeur 131 de valeur d'injection de carburant. Le circuit tampon 14 de RGE arrondit la fluctuation de la valeur d'injection de carburant en régulation de vitesse appliquée et délivre la valeur d'injection de carburant en régulation de vitesse arrondie au processeur 131 de signal d'injection de carburant. Cette transformation par arrondissement est traitée par un moyen tel qu'un filtre à moyenne mobile ou un filtre à réponse impulsionnelle infinie (RII) d'ordre 1. La Fig. 3 illustre un exemple de la hauteur de levée de la soupape 2 de RGE soumise à la valeur d'injection de carburant pour la commande de RGE par l'unité de commande de moteur à combustion interne (la présente forme de réalisation). La Fig. 4 illustre un exemple classique de la hauteur de levée de la soupape de RGE soumise à la valeur d'injection de carburant pour commande de RGE par l'unité de commande de moteur à combustion interne sans la circuit tampon de RGE évoquée plus haut. Dans le système selon la technique antérieure, la valeur d'injection de carburant pour commande de RGE est égale à la valeur d'injection de carburant en régulation de vitesse, qui varie sous l'action du régulateur de vitesse afin d'uniformiser la vitesse fluctuante du véhicule sous l'effet de l'état de la surface de la chaussée. Par ailleurs, l'augmentation de la valeur d'injection de carburant par unité de temps dépasse fréquemment une valeur de référence donnée, et la soupape 2 de RGE se ferme de manière répétée. Dans la soupape 2 de RGE, les têtes 42a, 42b se soupape se posent et se soulèvent de manière répétée sur/depuis le siège 41a, 41b de soupape et l'usure des sièges 41a, 41b de soupape et des têtes 42a, 42b de soupape se produit de manière précoce. L'augmentation de la valeur d'injection de carburant sur la fin sur les figures 3, 4 et 5 (détaillées ci-après) illustre l'état dans lequel le véhicule commence à accélérer sous l'action d'accélération exercée par le conducteur. Dans la présente forme de réalisation, la valeur d'injection de carburant pour commande de RGE est la valeur arrondie d'injection de carburant en régulation de vitesse de sorte que la forte fluctuation de la valeur d'injection de carburant en régulation de vitesse soit supprimée. Par ailleurs, cette opération d'arrondissement empêche la fermeture répétée de la soupape 2 de RGE. Par ailleurs, l'usure de la soupape 2 de RGE, provoquée par les sièges 42a, 42b se posant sur et se soulevant au-dessus du siège 41a, 41b de soupape de manière répétée est réduite. Lorsque la commande de régulation de vitesse n'est pas en marche, la valeur d'injection de carburant est établie d'après la course d'accélération réalisée par un conducteur, et la valeur de commande d'injection pour la commande de RGE agit également sur la course d'accélération. Ainsi, lorsque la demande de couple augmente en peu de temps du fait de l'intention du conducteur de provoquer une brusque accélération du véhicule, la soupape 2 de RGE se ferme rapidement, ce qui empêche le manque d'air et les émissions de fumées provoquées par le délai de réaction du compresseur. La Fig. 5 illustre un exemple de la valeur d'injection de carburant par la course d'accélération réalisée par un conducteur désirant une vitesse constante du véhicule. Le conducteur ne modifie pas la course d'accélération provoquant la légère 35 variation de vitesse du véhicule, et la valeur d'injection de carburant change à peine, comme représenté sur la Fig. 5, dans ce type de condition la soupape 2 de RGE n'étant pas fermée par le régulateur 13 de RGE. La valeur d'injection de carburant pour la commande de RGE évolue de la même manière que la valeur d'injection de carburant sous l'effet de la course d'accélération réalisée par un conducteur désirant une vitesse constante du véhicule, aussi la soupape 2 de RGE ne se ferme-t-elle pas pour rien. La forme de réalisation évoquée ci-dessus illustre un exemple dans lequel la valeur d'injection de carburant pour la commande de RGE est une valeur d'injection de carburant en régulation de vitesse arrondie par le circuit tampon de RGE. Cependant, le circuit tampon de RGE peut adopter une opération autre que l'arrondissement. Le circuit tampon de RGE peut être conçu pour choisir la valeur de référence comparée à la valeur d'injection de carburant pour la commande de RGE entre la valeur de référence lorsque la commande de régulation de vitesse n'est pas en marche (ce qu'on appellera ci-après "première valeur de référence") et une autre valeur de référence supérieure à la première valeur de référence (ci-après appelée "deuxième valeur de référence"). La décision établissant s'il faut ou non fermer la soupape 2 de RGE est soumise à la deuxième valeur de référence lorsque la commande de régulation de vitesse est en marche. La deuxième valeur de référence supérieure à la première valeur de référence rend plus adéquate la fréquence du mouvement de la soupape de RGE. Le circuit tampon de RGE peut également servir à empêcher le régulateur de RGE de réduire rapidement le degré d'ouverture de la soupape de RGE pendant le fonctionnement de la commande de régulation de vitesse. Ce moyen est équivalent au moyen évoqué plus haut lorsque la deuxième valeur de référence est établie à plus l'infini. Revendications 1. Unité de commande de moteur à combustion interne, pourvu d'une tubulure de recirculation de gaz d'échappement par laquelle une partie des gaz d'échappement revient à une tubulure d'admission du moteur, et d'une soupape (2) de recirculation de gaz d'échappement dans la tubulure de recirculation de gaz d'échappement, laquelle règle la quantité de gaz d'échappement amenés à recirculer comme gaz d'admission, caractérisée en ce qu'elle comprend: un régulateur de vitesse (12) qui commande la valeur d'injection de carburant de sorte que le régime d'un véhicule soit un régime régulier; un régulateur (13) de recirculation de gaz d'échappement, qui commande le degré d'ouverture de la soupape (2) de recirculation de gaz d'échappement d'après la valeur d'injection de carburant et qui réduit rapidement au minimum le degré d'ouverture de la soupape (2) de recirculation de gaz d'échappement lorsque l'augmentation de la valeur d'injection de carburant par unité de temps dépasse une valeur de référence; et un circuit tampon (14) de recirculation de gaz d'échappement qui empêche le régulateur (13) de recirculation de gaz d'échappement de réduire rapidement le degré d'ouverture de la soupape (2) de recirculation de gaz d'échappement lorsque la valeur d'injection de carburant varie sous l'effet du fonctionnement du régulateur de vitesse (12). 2. Unité de commande de moteur à combustion interne selon la revendication 1, dans laquelle le circuit tampon (14) de recirculation de gaz d'échappement arrondit une fluctuation de la valeur d'injection de carburant commandée par le régulateur de vitesse (12). 3. Unité de commande de moteur à combustion interne selon la revendication 1, dans laquelle le circuit tampon (14) de recirculation de gaz d'échappement accroît la valeur de référence lorsque la valeur d'injection de carburant est commandée par le régulateur de vitesse (12). 4. Unité de commande de moteur à combustion interne selon la revendication 1, dans laquelle le circuit tampon (14) de recirculation de gaz d'échappement empêche le régulateur (13) de recirculation de gaz d'échappement de réduire rapidement le degré d'ouverture de la soupape (2) de recirculation de gaz d'échappement pendant le laps de temps durant lequel la valeur d'injection de carburant est commandée par le régulateur de vitesse (12).