Brevet FR2879666A1 — publié le 20060623

La présente invention se rapporte à un procédé de commande d'un moteur à combustion interne suralimenté à allumage commandé. Elle concerne plus particulièrement de tels moteurs avec une injection indirecte d'essence. Il est déjà connu, notamment par le document FR 2 720 113, un moteur à combustion interne à injection indirecte avec un cylindre et deux tubulures d'admission débouchant chacune dans la chambre de combustion et étant associées à des moyens d'obturation, tels qu'une soupape, pour la mise en communication de chaque tubulure avec la chambre de combustion. Chaque tubulure est équipée d'au moins un moyen d'injection de carburant, comme un injecteur, pour pouvoir introduire du carburant dans la tubulure et obtenir ainsi un mélange carburé au débouché de cette tubulure. Dans ce type de moteur, un mélange carburé est formé en amont de la chambre de combustion dans au moins un conduit pour pouvoir répondre aux conditions de fonctionnement du moteur. Plus précisément, à faible charge, l'une des tubulures est obturée alors que l'autre reste ouverte en y injectant du carburant en quantité suffisante pour réaliser un mélange carburé homogène proche de la richesse 1 et ce mélange est ensuite introduit dans la chambre de combustion. Pour les charges moyennes, les deux tubulures sont ouvertes et l'une des tubulures est alimentée en carburant pour obtenir un mélange carburé sensiblement à richesse 1 alors que le carburant n'alimente pas l'autre des tubulures. Ceci permet d'avoir une stratification entre le mélange carburé à richesse 1 et les fluides non carburés (air et/ou gaz brûlés recirculés) introduits dans la chambre de combustion par les tubulures. Dans le cas de fortes charges, les deux tubulures sont alimentées en carburant de façon à obtenir un mélange homogène voisin de la richesse 1 dans la chambre de combustion. Dans tous les cas, les capacités en performance du moteur ne peuvent pas être utilisées à leurs maximales et le mélange introduit dans la chambre de combustion ne permet pas de limiter les risques de cliquetis. De plus, dans le cas de stratification de mélange carburé et de fluide non carburé comme celui réalisé pour les charges moyennes, le remplissage de la chambre de combustion est médiocre compte tenu du fait que seule une partie de cette chambre est occupée par un mélange carburé. En outre, pour les faibles ou les fortes charges, le mélange carburé introduit dans la chambre est un mélange homogène avec une richesse voisine de 1. Une telle richesse est propice à une autoinflammation locale (cliquetis) compte tenu de la localisation d'une partie du mélange carburé à distance de la bougie et par conséquent à distance de l'initiation de l'inflammation de ce mélange carburé. La présente invention se propose de remédier aux inconvénients mentionnés ci-dessus grâce à un procédé de commande d'un moteur à combustion qui permette d'utiliser tout le potentiel du moteur tout en évitant de créer des zones dans la chambre de combustion favorisant le cliquetis. A cet effet, la présente invention concerne un procédé de commande d'un moteur à combustion interne suralimenté à allumage commandé, notamment de type essence, comprenant au moins un cylindre avec une chambre de combustion, au moins deux moyens d'admission, au moins un moyen d'injection de carburant, au moins un moyen d'échappement et un moyen d'allumage, caractérisé en ce que: - on réalise un mélange carburé avec une richesse supérieure ou égale à 1, - on réalise un autre mélange carburé avec une richesse inférieure à 1, - on introduit les deux mélanges carburés dans la chambre de combustion de façon à obtenir une partie de cette chambre contenant un mélange carburé avec la richesse supérieure ou égale à 1 et la partie restante de la chambre contenant le mélange carburé avec la richesse inférieure à 1. Préférentiellement, on peut introduire simultanément les deux mélanges 30 carburés dans la chambre de combustion. Avantageusement, on peut placer le moyen d'allumage dans la partie de la chambre contenant le mélange carburé avec une richesse supérieure ou égale à 1. On peut aussi introduire au moins un des mélanges carburés avec un mouvement de giration dans la chambre de combustion. On peut introduire au moins un des mélanges carburés avec un mouvement de giration selon un axe horizontal, dit mouvement en "tumble". 10 On peut injecter le carburant simultanément dans chaque moyen d'admission. Les autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description donnée ci-après à partir d'exemples non limitatifs de réalisation, en se référant aux dessins annexés où : la figure 1 montre schématiquement, vu de dessus, un cylindre d'un moteur utilisant le procédé selon l'invention et - la figure 2 est une vue en coupe partielle selon la ligne 2-2 du cylindre de la figure 1. Sur les figures 1 et 2, il est représenté un moteur 10 à combustion interne suralimenté à allumage commandé à injection indirecte d'essence qui comprend au moins un cylindre 12 d'axe longitudinal XX (figure 2). Ce cylindre comprend une chambre de combustion 14 délimitée par le haut d'un piston 16 soumis à un mouvement translatif alternatif, la paroi latérale 18 du cylindre et la surface 20 d'une culasse 22 venant habituellement fermer le cylindre. Dans cette chambre de combustion, débouchent au moins deux moyens d'admission 24 et 26, séparés l'un de l'autre, et au moins un moyen d'échappement, ici deux moyens d'échappement référencés 28 et 30. Les moyens d'admission comprennent chacun une tubulure 32, 34 portant un moyen d'obturation du débouché de la tubulure dans la chambre de combustion, comme une soupape 36, 38. Un moyen d'alimentation en carburant, tel qu'un injecteur 40 et 42 de préférence porté par chaque tubulure, permet d'introduire du carburant dans la tubulure en amont de la soupape d'admission. Les moyens d'échappement comprennent chacun une tubulure d'échappement 44 et 46 munie d'une soupape d'échappement 48 et 50. Comme illustré sur les figures, les moyens d'admission et d'échappement sont disposés d'une manière telle qu'un moyen d'échappement soit sensiblement en regard d'un moyen d'admission en étant compris dans la même portion de cylindre et plus particulièrement dans un même demicylindre. Pour cela, il est prévu de séparer virtuellement le cylindre en deux parties par un plan vertical passant par l'axe XX et se développant selon la direction de l'axe YY de la figure 1 en délimitant ainsi deux demi-cylindres Cl et C2, le demi-cylindre Cl étant situé à gauche de la figure 1 alors que le demi-cylindre C2 est à droite. Chaque demi cylindre contient donc un moyen d'admission et un moyen d'échappement, respectivement 24, 28 et 26, 30. La culasse porte également un moyen d'allumage 52, comme une bougie, pour assurer l'inflammation du mélange carburé présent dans la chambre de combustion. Cette bougie est avantageusement placée dans le demi-cylindre Cl pour des raisons qui seront explicitées dans la suite de la description. Au moins la tubulure d'admission 32 du demi-cylindre Cl a une direction telle qu'elle permette de donner un mouvement de giration selon un axe horizontal au mélange carburé une fois que ce dernier est introduit dans la chambre de combustion 14. Ce mouvement de giration, plus connu sous le terme anglo-saxon de "tumble", comme cela est illustré par la flèche R de la figure 2, est un mouvement de rotation du mélange carburé dans le prolongement de la tubulure d'admission 32 et autour d'un axe qui est sensiblement perpendiculaire à l'axe XX du cylindre 12. Avantageusement mais non obligatoirement, la tubulure d'admission 34 dans l'autre demi-cylindre C2 a une direction telle qu'elle permette également d'introduire le mélange carburé qu'elle véhicule avec un mouvement de rotation de type "tumble". En fonctionnement et pendant la phase d'admission du moteur, les soupapes d'échappement 48 et 50 sont conventionnellement fermées. Les soupapes d'admission 36 et 38 sont ouvertes et un fluide d'admission, comme de l'air suralimenté ou un mélange d'air suralimenté et de gaz brûlés recirculés (EGR), circule dans les tubulures d'admission 32 et 34. Les injecteurs de carburant 40 et 42 sont commandés de manière à ce que l'injecteur 40 introduise une quantité de carburant dans la tubulure 32 suffisante pour que le mélange carburé introduit dans la chambre de combustion soit un mélange riche ou pour le moins à la stoechiométrie, c'est-à-dire avec une richesse supérieure ou égale à 1. L'autre injecteur 42 est commandé pour que l'introduction du carburant dans la tubulure permette d'obtenir un mélange carburé pauvre, c'est-à-dire avec une richesse inférieure à 1, qui est également introduit dans la chambre de combustion. Grâce au mouvement de giration que possède le mélange carburé à la sortie de la tubulure 32, il est obtenu une séparation distincte dans la chambre de combustion des deux mélanges carburés par stratification entre la partie gauche (demi-cylindre Cl) et la partie droite du cylindre (demicylindre C2) et cela même si le mélange carburé pauvre issu de la tubulure 34 n'est pas soumis à un mouvement de "tumble". De ce fait, le mélange carburé riche se situe dans le demi- cylindre Cl qui porte préférentiellement la bougie et la combustion du mélange carburé se produira plus rapidement. La combustion se poursuivra dans l'autre demi-cylindre sans que le phénomène de combustion avec cliquetis puisse se produire. Bien entendu et cela sans sortir du cadre de l'invention, le mélange carburé pauvre peut être introduit dans la chambre de combustion avec un mouvement de giration, dit mouvement en "tumble", en vue d'accentuer encore plus la stratification des mélanges carburés. La présente invention n'est pas limitée à l'exemple décrit mais englobe toutes variantes et tous équivalents. Notamment, il peut être envisagé d'utiliser la méthode décrite dans la demande de brevet français N 2 720 113 en l'adaptant au procédé de la présente invention pour les moteurs à combustion interne suralimentés. REVENDICATIONS 1) Procédé de commande d'un moteur à combustion interne suralimenté à allumage commandé, notamment de type essence, comprenant au moins un cylindre (12) avec une chambre de combustion (14), au moins deux moyens d'admission (24, 26), au moins un moyen d'injection de carburant (40, 42), au moins un moyen d'échappement (28, 30) et un moyen d'allumage (52), caractérisé en ce que: - on réalise un mélange carburé avec une richesse supérieure ou égale 10 à 1, - on réalise un autre mélange carburé avec une richesse inférieure à 1, - on introduit les deux mélanges carburés dans la chambre de combustion de façon à obtenir une partie (Cl) de cette chambre contenant un mélange carburé avec la richesse supérieure ou égale à 1 et la partie restante (C2) de la chambre contenant le mélange carburé avec la richesse inférieure à 1. 2) Procédé de commande d'un moteur à combustion interne suralimenté selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on introduit simultanément les deux mélanges carburés dans la chambre de combustion. 3) Procédé de commande d'un moteur à combustion interne suralimenté selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on place le moyen d'allumage (52) dans la partie (Cl) de la chambre contenant le mélange carburé avec une richesse supérieure ou égale à 1. 4) Procédé de commande d'un moteur à combustion interne suralimenté selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'on introduit au moins un des mélanges carburés avec un mouvement de giration dans la chambre de combustion (14). 5) Procédé de commande d'un moteur à combustion interne suralimenté selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'on introduit au moins un des mélanges carburés avec un mouvement de giration selon un axe horizontal, dit mouvement en "tumble". 6) Procédé de commande d'un moteur à combustion interne suralimenté 5 selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on injecte le carburant simultanément dans chaque moyen d'admission (24, 26).