Brevet FR2881796A1 — publié le 20060811

L'invention concerne un procédé pour contrôler le démarrage d'un moteur à combustion interne à injection indirecte. L'invention est tout particulièrement destinée aux véhicules munis d'un tel moteur et sera décrite plus précisément en relation avec cette application. Lorsque le moteur est arrêté, la position du moteur et plus précisément du vilebrequin n'est généralement pas connue, du moins avec précision. Or, il est nécessaire de connaître cette position pour faire fonctionner correctement le moteur. Afin de connaître cette position, il a déjà été proposé différents procédés consistant pour l'essentiel à faire tourner le moteur, à injecter du carburant à différents instants, à relever différents paramètres au moyen de capteurs et à en déduire la position du moteur. L'invention vise à réduire le temps nécessaire pour connaître la position du moteur et faire fonctionner le moteur de manière satisfaisante, sans générer de pollution. Pour ce faire, conformément à l'invention, on réalise les étapes suivantes: on utilise un moteur comprenant: É une pluralité de cylindres dans chacun desquels coulisse un piston entre un point mort bas et un point mort haut, É un vilebrequin dont le mouvement de rotation est lié au coulissement des pistons, É des soupapes d'admission et des soupapes d'échappement se déplaçant entre une position ouverte et une position fermée, chacune des soupapes d'admission et des soupapes d'échappement étant associée à un cylindre, É des conduits d'admission associés chacun à un cylindre avec lequel ils communiquent par l'intermédiaire de la soupape d'admission associée audit cylindre, et É des injecteurs associés chacun à un cylindre pour injecter du carburant dans le conduit d'admission associé audit cylindre, É des moyens d'allumage associés chacun à un cylindre pour enflammer le carburant contenu dans ledit cylindre, on utilise un capteur comprenant une partie fixe et une cible liée au vilebrequin, ladite cible comportant un index de référence détectable par la partie fixe, on sélectionne un groupe de cylindres pour chacun desquels cylindres, l'index de référence est détecté moins d'un demi-tour de vilebrequin avant que le piston qui lui est associé arrive au point mort haut, à partir d'une position de départ du moteur, on commande la rotation du vilebrequin, - on détecte la rotation du vilebrequin, avant que l'une au moins des soupapes d'admission associées aux cylindres du groupe de cylindres sélectionné passe de la position ouverte à la position fermée, on commande les injecteurs associés aux cylindres du groupe de cylindres sélectionné pour qu'ils injectent du carburant dans les conduits d'admission associés aux cylindres du groupe de cylindres sélectionné, on détecte l'index de référence, on commande les moyens d'allumage associés aux cylindres du groupe de cylindres sélectionnés à un instant déterminé en fonction de la détection de l'index de référence et correspondant sensiblement à l'arrivée au point mort haut des pistons associés aux cylindres du groupe de cylindres sélectionnés. Ainsi, on injecte du carburant dans les cylindres du groupe sélectionné avant que les soupapes d'admission se ferment pour la première fois. Par conséquent, le carburant est injecté dans ces cylindres le plus tôt possible. En n'injectant du carburant que dans ces cylindres, on est assuré de connaître la position du vilebrequin (éventuellement avec une incertitude d'un tour de vilebrequin sur le cycle de fonctionnement), avant de devoir enflammer ce carburant et par conséquent d'obtenir une combustion satisfaisante. On réduit donc le temps de démarrage du moteur sans augmenter la pollution. On sait par construction quels sont les cylindres pour lesquels l'index de référence est détecté moins d'un demi-tour de vilebrequin avant que le piston qui lui est associé arrive au point mort haut. Par conséquent, le groupe de cylindres sélectionné dans laquelle la première injection de carburant s'effectuera sera généralement toujours le même pendant toute la vie du moteur. Selon une caractéristique conforme à l'invention, avantageusement dans le cas où l'on utilise un moteur comprenant quatre cylindres, on cesse de commander les injecteurs associés au groupe de cylindres sélectionné avant que le vilebrequin ait tourné de 75 degrés par rapport à la position de départ du moteur. On sait que le moteur s'arrête sensiblement au milieu, entre deux points morts haut consécutifs, que l'on atteint un point mort haut tous les 180 degrés de rotation du vilebrequin sur un moteur à quatre cylindres et que pour chacun des cylindres la fermeture de la soupape d'admission se ferme un peu moins de 180 degrés avant le point mort haut. Par conséquent, compte tenu de l'incertitude sur la position d'arrêt du moteur, on arrête ainsi d'injecter du carburant avant que la soupape d'admission qui était ouverte dans la position de départ soit refermée. Selon une autre caractéristique conforme à l'invention, on munit la cible du capteur d'une pluralité de repères détectables par la partie fixe et on détecte la rotation du moteur par la détection d'un certain nombre de repères consécutivement. On détecte ainsi que la rotation du moteur est effective, contrairement à un capteur placé sur un bouton de commande de démarreur et on s'assure également qu'il ne s'agit pas d'un simple soubresaut du moteur. Selon une caractéristique complémentaire conforme à l'invention, on munit la cible du capteur d'au moins une trentaine de repères détectables par la partie fixe et on détecte la rotation du moteur par la détection de 3 à 10 repères consécutivement. Une trentaine de repères constitue un minimum pour détecter la rotation du vilebrequin suffisamment rapidement. La détection d'au moins 3 repères est nécessaire pour s'assurer que la rotation du moteur est destinée à le faire démarrer. Au-delà de 10 repères, il n'y a plus de doute à ce sujet. Selon une autre caractéristique conforme à l'invention, on cesse de commander l'injection du carburant dans les conduits d'admission associés aux cylindres du groupe de cylindres sélectionné avant que l'une au moins des soupapes d'admission associées aux cylindres du groupe de cylindres sélectionné passe de la position fermée à la position ouverte. On sait que pour chacun des cylindres, la soupape d'échappement est fermée légèrement après l'ouverture de la soupape d'admission. Ainsi, on empêche que du carburant soit injecté par un injecteur associé à un cylindre dont les soupapes d'échappement et d'admission seraient toutes deux ouvertes. L'invention va apparaître encore plus clairement dans la description qui va suivre, faite en référence aux dessins annexés dans lesquels: la figure 1 est une représentation schématique d'un dispositif pour mettre en oeuvre un procédé conforme à l'invention, les figures 2A, 2B, 2C, 2D représentent un procédé conforme à l'invention à 25 partir de quatre positions de départs distinctes. La figure 1 illustre un dispositif 1 comprenant essentiellement un moteur 28, un capteur 2 et une unité de contrôle 22. Le moteur 28 comprend ici quatre cylindres 12 (un seul a été représenté). Pour chacun des cylindres 12, le moteur comprend un piston 14, une soupape d'admission 16, une soupape d'échappement 18, un conduit d'admission 20, un conduit d'échappement 38, une bougie d'allumage 24, un injecteur 26 et une chambre de combustion 40. Chaque piston 14 coulisse entre un point mort bas 30 et un point mort haut 32 représentés chacun en trait fantôme dans le cylindre 12 qui lui correspond. Chaque soupape d'échappement 18 est mobile entre une position fermée et une position ouverte. En position fermée, la soupape d'échappement est en appui sur son siège 36 et empêche toute communication entre la chambre de combustion 40 et le conduit d'échappement 38. En revanche, lorsqu'elle est en position ouverte, la soupape d'échappement 18 est à l'écart de son siège 36, la chambre de combustion 40 communique alors avec le conduit d'échappement 38. De même, chaque soupape d'admission 16 est mobile entre une position fermée et une position ouverte. En position fermée, la soupape d'admission est en appui sur son siège 34 et empêche toute communication entre la chambre de combustion 40 et le conduit d'admission 20. En revanche, lorsqu'elle est en position ouverte, la soupape d'admission 16 est à l'écart de son siège 34, le conduit d'admission 20 communique alors avec la chambre de combustion 40. Chacune des bougies d'allumage 24 est placée dans la chambre de combustion 40 du cylindre correspondant et chaque injecteur 26 est placé dans le conduit d'admission 20 du cylindre correspondant. Le moteur est ainsi du type à injection "indirecte" car l'injection ne se fait pas directement dans la chambre de combustion. Les bougies d'allumage 24 et les injecteurs 26 sont commandés par l'unité de contrôle 22. Le capteur 2 comprend une cible 6 de 60 dents 8 régulièrement réparties solidaire du vilebrequin et une partie fixe 4 détectant les dents 8 de la cible 6. Les dents 8 constituent des repères disposés tous les 6 degrés et séparés par des creux. La cible 6 compte plus précisément 58 dents, deux dents consécutives ont en effet été supprimées, afin de constituer un index de référence 10 permettant de connaître la position du vilebrequin. La partie fixe 4 du capteur 2 est reliée à l'unité de contrôle 22, laquelle compte le nombre de dents 8 détectées par le capteur 2. Les figures 2A, 2B, 2C, 2D illustrent les dents 8 détectées par le capteur 2 lors de la rotation du moteur, au-dessus desquelles est indiqué le nombre de dents 8 comptées par l'unité de contrôle 22. Sur ces figures, est également marqué, pour l'un des cylindres 12, par un trait épais continu, la période pendant laquelle les injecteurs 26 injectent du carburant dans le conduit d'admission 20, la période pendant laquelle la soupape d'échappement 18 est ouverte et la période pendant laquelle la soupape d'admission 16 est ouverte, et par un éclair, l'instant où la bougie d'allumage 24 est excitée. Le moteur comportant quatre cylindres, il comprend sensiblement quatre positions de départ P,, P2, P3, P4 positionnées chacune sensiblement au milieu entre un point mort bas et le point mort haut qui le suit et inversement. Ces positions de départ sont celles dans lesquelles le moteur a naturellement tendance à s'arrêter. Il existe une certaine incertitude de quelques dents autour de ces positions de départ. A partir de la position de départ P,, le moteur est entraîné en rotation par un démarreur (non représenté). Après la détection de cinq dents 8 consécutivement, autrement dit dans un laps de temps relativement court tel que 100 millisecondes, l'unité de contrôle moteur 22 considère que le moteur tourne en vue de son démarrage. L'unité de contrôle moteur 22 commande alors l'injecteur 26 correspondant au cylindre 12 considéré à la figure 2A. Entre le début 26a et la fin 26b de l'injection de carburant, le capteur 2 détecte six dents 8. L'injection de carburant s'arrête après une rotation de 66 degrés du vilebrequin à partir de la position de départ P, et généralement avant l'ouverture 16a de la soupape d'admission 16, malgré l'incertitude sur la position de départ. Ici, l'ouverture 16a de la soupape d'admission 16 intervient après la détection par le capteur 2 de deux autres dents 8 soit 78 degrés à partir de la position de départ P,. Le carburant injecté dans le conduit d'admission 20 pénètre dès lors dans la chambre de combustion 40. Le piston 14 atteint le point mort haut 32 après rotation du vilebrequin de deux autres dents 8, soit 12 degrés. Puis, après rotation du vilebrequin encore de deux dents 8, la fermeture 18b de la soupape d'échappement 18 se produit. Aucun index de référence 10 n'ayant encore été détecté, la position du vilebrequin n'est pas encore connue de l'unité de contrôle 22. Le vilebrequin continue de tourner, le piston 14 atteint le point mort bas 30, puis après détection de trois dents 8, l'index de référence 10 est détecté par le capteur 2. L'unité de contrôle moteur 22 connaît alors la position du vilebrequin et peut commander l'excitation de la bougie d'allumage 24 après la détection de vingt quatre dents 8 par le capteur 2. Entre temps (trois dents 8 après l'arrivée du piston 14 au point mort bas 30), la fermeture 16b de la soupape d'admission 16 est intervenue. La combustion du carburant dans la chambre de combustion 40 débute donc une dent 8 (6 degrés) avant l'arrivée du piston 14 au point mort haut 32 et environ 1 tour de vilebrequin après la position de départ P,. La figure 2B illustre le démarrage du moteur à partir de la position de départ P2, décalée d'un demi-tour de vilebrequin par rapport à la position de départ P,. Comme décrit précédemment, à partir de la position de départ P2, le moteur est entraîné en rotation par un démarreur. Après la détection de cinq dents 8, l'unité de contrôle moteur 22 commande l'injecteur 26 correspondant au cylindre 12 considéré aux figures 2A, 2B, 2C, 2D. L'injection 26 de carburant dans le conduit d'admission 20 se poursuit pendant que le vilebrequin tourne de six dents 8. Dans ce cas, l'injection 26 de carburant se produit entièrement alors que la soupape d'échappement 18 est fermée et la soupape d'admission 16 ouverte. Le carburant injecté pénètre alors directement dans la chambre de combustion 40. Peu après (environ 4 dents 8 soit 24 degrés de rotation du vilebrequin) la fin 26b de l'injection 26 de carburant, le piston 14 atteint le point mort bas 30. Ensuite, tel qu'indiqué précédemment l'index de référence 10 est détecté, la soupape d'admission 16 est fermée puis l'unité de contrôle 22 commande la bougie d'allumage 24. L'excitation de la bougie 24 et la combustion du carburant dans la chambre de combustion 40 qui s'ensuit interviennent donc sensiblement 3/ tour de vilebrequin après la 5 position de départ P2. La figure 2C illustre le démarrage du moteur à partir de la position de départ P3, décalée d'un tour de vilebrequin par rapport à la position de départ P,. Après la détection de cinq dents 8, à partir de la position de départ P3, l'unité de contrôle moteur 22 commande l'injecteur 26 correspondant au cylindre 12 considéré aux 10 figures 2A, 2B, 2C, 2D. L'injection 26 de carburant dans le conduit d'admission 20 se poursuit pendant que le vilebrequin tourne de six dents 8. Dans ce cas, l'injection 26 de carburant se produit entièrement alors que la soupape d'échappement 18 et la soupape d'admission 16 sont fermées. Ensuite, le piston 14 atteint le point mort haut 32, l'ouverture 18a de la soupape d'échappement 18 se produit, le piston 14 atteint le point mort bas 30, l'index de référence 10 est détecté, l'ouverture 16a de la soupape d'admission 16 intervient et le carburant entre dans la chambre de combustion 40, le piston 14 atteint le point mort haut 32, la fermeture 18b de la soupape d'échappement 18 se produit, le piston atteint le point mort bas 30, l'index de référence 10 est détecté une deuxième fois (après détection de cinquante huit dents 8), la fermeture 16b de la soupape d'admission 16 intervient et enfin l'excitation de la bougie d'allumage 24 est commandée par l'unité de contrôle 22. La combustion du carburant dans la chambre de combustion 40 intervient donc sensiblement 2% tours de vilebrequin après la position de départ P3. La figure 2D illustre le démarrage du moteur à partir de la position de départ P4, décalée d'un tour de vilebrequin par rapport à la position de départ P2. Après la détection de cinq dents 8, à partir de la position de départ P4, l'unité de contrôle moteur 22 commande l'injecteur 26 correspondant au cylindre 12 considéré aux figures 2A, 2B, 2C, 2D. L'injection 26 de carburant se produit entièrement alors que la soupape d'admission 16 est fermée et la combustion du carburant dans la chambre de combustion 40 intervient sensiblement 1% tour de vilebrequin après la position de départ P4. Afin de démarrer plus rapidement le moteur, avant la première combustion, on peut injecter du carburant simultanément pour tous les cylindres pour lesquels l'index de référence 10 est détecté moins d'un demi-tour de vilebrequin avant que le piston 14 qui lui est associé arrive au point mort haut 32, autrement dit dans la moitié des cylindres. Dans le cas présent, le carburant est injecté simultanément dans un autre cylindre, lequel est décalé d'un tour de vilebrequin par rapport au cylindre considéré aux figures 2A, 2B, 2C, 2D. Ainsi, moins d'un quart de tour de vilebrequin après la position de départ, on injecte simultanément du carburant dans le conduit d'admission d'un cylindre dont la position de départ est la position P, et dans le conduit d'admission d'un cylindre dont la position de départ est la position P3 ou dans le conduit d'admission d'un cylindre dont la position de départ est la position P2 et dans le conduit d'admission d'un cylindre dont la position de départ est la position P4. Les injections de carburant dans le conduit d'admission des deux autres cylindres peuvent être décalées d'un demi-tour de vilebrequin pour s'assurer d'une combustion à chaque cycle moteur. La première combustion intervient donc toujours soit % tour de vilebrequin après la position de départ, soit 1% tour de vilebrequin après la position de départ. Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée à la réalisation qui vient d'être décrite à titre d'exemple non limitatif. Ainsi, on pourrait prévoir d'autres moyens pour détecter la rotation du moteur, par exemple en analysant l'intensité du courant parcourant le démarreur. REVENDICATIONS 1. Procédé pour contrôler le démarrage d'un moteur à combustion interne à injection indirecte dans lequel: - on utilise un moteur (28) comprenant: É une pluralité de cylindres (12) dans chacun desquels coulisse un piston (14) entre un point mort bas (30) et un point mort haut (32), É un vilebrequin dont le mouvement de rotation est lié au coulissement des pistons (14), É des soupapes d'admission (16) et des soupapes d'échappement (18) se déplaçant entre une position ouverte et une position fermée, chacune des soupapes d'admission (16) et des soupapes d'échappement (18) étant associée à un cylindre (12), É des conduits d'admission (20) associés chacun à un cylindre (12) avec lequel ils communiquent par l'intermédiaire de la soupape d'admission (16) associée audit cylindre, et É des injecteurs (26) associés chacun à un cylindre (12) pour injecter du carburant dans le conduit d'admission associé audit cylindre, É des moyens d'allumage (24) associés chacun à un cylindre (12) pour enflammer le carburant contenu dans ledit cylindre (12) , - on utilise un capteur (2) comprenant une partie fixe (4) et une cible (6) liée au 20 vilebrequin, ladite cible comportant un index de référence (10) détectable par la partie fixe (4), - à partir d'une position de départ (P,, P2, P3, P4) du moteur, on commande la rotation du vilebrequin, - on détecte la rotation du vilebrequin, - on sélectionne un groupe de cylindres pour chacun desquels cylindres, l'index de référence (10) est détecté moins d'un demi-tour de vilebrequin avant que le piston (14) qui lui est associé arrive au point mort haut (32), - avant que l'une au moins des soupapes d'admission (16) associées aux cylindres du groupe de cylindres sélectionné passe (16b) de la position ouverte à la position fermée, on commande les injecteurs (26) associés aux cylindres du groupe de cylindres sélectionné pour qu'ils injectent du carburant dans les conduits d'admission (20) associés aux cylindres du groupe de cylindres sélectionné, - on détecte l'index de référence (10), - on commande les moyens d'allumage (24) associés aux cylindres du groupe 35 de cylindres sélectionnés à un instant déterminé en fonction de la détection de l'index de référence (10) et correspondant sensiblement à l'arrivée au point mort haut (32) des pistons (14) associés aux cylindres du groupe de cylindres sélectionnés. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'on munit la cible (6) du capteur (2) d'une pluralité de repères (8) détectables par la partie fixe (4) et on détecte la rotation du moteur (28) par la détection d'un certain nombre de repères (8) consécutivement. 3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'on munit la cible (6) du capteur d'au moins une trentaine de repères (8) détectables par la partie fixe (4) et on détecte la rotation du moteur par la détection de 3 à 10 repères consécutivement. 4. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'on cesse de commander l'injection (26) du carburant dans les conduits d'admission (20) associés aux cylindres (12) du groupe de cylindres sélectionné avant que l'une au moins des soupapes d'admission (16) associées aux cylindres du groupe de cylindres sélectionné passe (16a) de la position fermée à la position ouverte. 5. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'on utilise un moteur (28) comprenant quatre cylindres et on cesse de commander les injecteurs (26) associés au groupe de cylindres sélectionné avant que le vilebrequin a tourné de 75 degrés par rapport à la position de départ (P,, P2, P3, P4) du moteur.