Brevet FR2906298A1 — publié le 20080328

La présente invention concerne un système de commande de soupapes pour un moteur thermique tel que ceux utilisés pour mouvoir les véhicules automobiles. ARRIERE PLAN DE L'INVENTION Un moteur thermique comporte des cylindres définissant des chambres de combustion fermées d'un côté par une culasse et de l'autre côté par un piston qui coulisse entre des positions haute et basse et qui est relié à un vilebrequin par l'intermédiaire d'une bielle. Des conduits d'admission de combustible et d'échappement des gaz brûlés résultant de la combustion du combustible sont ménagés dans la culasse et équipés chacun d'une soupape mobile entre une position d'ouverture et une position de fermeture. Les soupapes sont classiquement déplacées au moyen d'un arbre à came entraîné en rotation par l'intermédiaire du vilebrequin. Il est également connu un nouveau système de commande des soupapes comportant des éléments électromagné- tiques d'actionnement équipant chaque soupape pour déplacer celle-ci entre ses positions d'ouverture et de fermeture. Le système de commande comprend une unité de gestion reliée aux éléments d'actionnement pour commander ceux-ci conformément aux cycles de fonctionnement du mo-teur thermique. Actuellement, un dysfonctionnement de l'un des éléments d'actionnement du système de commande entraîne l'arrêt du système de commande de la même manière qu'un problème d'entraînement de l'arbre à came peut provoquer l'arrêt du moteur. OBJET DE L'INVENTION Un but de l'invention est de fournir un moyen permettant de fiabiliser un système de commande du type précité. RESUME DE L'INVENTION A cet effet, on prévoit, selon l'invention, un 2906298 2 système de commande de soupape pour moteur comportant au moins un cylindre ayant des soupapes, le système comportant des éléments électromagnétiques d'actionnement de soupape qui sont associés à une unité de gestion comman-5 dant les éléments d'actionnement, le système comportant un organe de détection de défaillance des éléments d'actionnement et un organe d'isolement électrique de l'élément d'actionnement défaillant. Ainsi, il est possible d'isoler l'élément d'ac- 10 tionnement défaillant et d'éviter que la défaillance de celui-ci entraîne un arrêt de tout le système de commande. Selon un premier mode de mise en œuvre pour moteur à plusieurs cylindres, ledit système de commande 15 comporte au moins deux éléments d'actionnement par cylindre et un organe d'isolement électrique commun aux éléments d'actionnement d'au moins un cylindre. On isole ici le cylindre affecté par la défaillance, ou un groupe de cylindres dont fait partie le cy- 20 lindre défaillant, de sorte que le moteur puisse conti-nuer à fonctionner sur le ou les cylindres restants. Selon un deuxième mode de réalisation, chaque élément d'actionnement comprend un actionneur comportant deux électroaimants ou chaque élément d'actionnement est 25 formé d'un électroaimant d'un actionneur destiné à dépla- cer une soupape. L'isolement se porte alors soit sur l'électroaimant défaillant de l'actionneur soit sur l'actionneur comportant l'électroaimant défaillant. 30 D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront à la lecture de la description qui suit de modes de réalisation particuliers non limitatifs de l'invention. BREVE DESCRIPTION DES DESSINS 2906298 3 Il sera fait référence à la figure unique annexée représentant schématiquement un moteur équipé d'un système de commande conforme à l'invention. DESCRIPTION DETAILLEE DE L'INVENTION 5 Le moteur comprend des cylindres 1, 2, 3, 4 équipés chacun d'une soupape d'admission 5 et d'une soupape d'échappement 6. Chaque soupape 5, 6 est mobile entre une position d'ouverture et une position de fermeture du conduit qu'elle équipe. La figure est une figure schéma- 10 tique dans laquelle la position des soupapes et des pis-tons est totalement arbitraire et ne correspond pas à un cycle de fonctionnement du moteur. Les soupapes 5, 6 sont associées respectivement à un actionneur 7.A et à un actionneur 7.B. 15 Chaque actionneur 7 comporte un organe d'actionnement 8 mobile entre une position extrême de fermeture de la soupape et une position extrême d'ouverture de la soupape et deux électroaimants 9, 10 pour attirer l'organe d'actionnement 8 respectivement dans sa position ex- 20 trême de fermeture et dans sa position extrême d'ouver- ture. Chaque actionneur 7 comprend une unité de commande 11 du fonctionnement du moteur thermique pour piloter les électroaimants 9, 10. L'unité de commande 11, qui 25 comprend de façon connue en soi un module numérique de traitement et un module de puissance, est reliée à un ré-seau de puissance P et gère l'alimentation des électroaimants 14, 15 par un asservissement du courant d'alimentation de ceux-ci. L'unité de puissance 11 est reliée à 30 chaque électroaimant 14, 15 par une ligne d'alimentation sur laquelle est monté un module de contrôle de défaillance 12. Chaque module de contrôle de défaillance 12 comprend un organe de détection de défaillance et un organe 35 d'isolement pour isoler électriquement un électroaimant 2906298 4 défaillant des autres électroaimants en coupant celui-ci du réseau de puissance P. L'organe de détection de défaillance est par exemple un organe de mesure de courant mis en série sur l'alimentation de l'électroaimant pour 5 détecter un courant de crête et l'organe d'isolement est par exemple un transistor piloté par l'organe de mesure du courant pour couper l'alimentation de l'électroaimant lorsque le courant a une valeur supérieure à un seuil. La défaillance peut résulter d'un court-circuit d'un élec- 10 troaimant. Les unités de commande 11 des cylindres 1 et 3 sont reliées chacune au réseau P par un module de contrôle de défaillance 13, les unités de commande 11 du cylindre 2 sont reliées au réseau P par un module de 15 contrôle de défaillance 14 commun et les unités de commande 11 du cylindre 4 sont également reliées au réseau P par un module de contrôle de défaillance 14 commun. Les modules de contrôle de défaillance 13 et 14 mesurent l'intensité sur le réseau P et incorporent un commutateur 20 pour isoler du réseau P les éléments auxquels ils sont reliés. On notera qu'on a utilisé différents modes de liaison des unités de commande 11 au réseau P (modules 13 et 14) pour les besoins de l'explication des différents modes de réalisation de l'invention. En pratique, on 25 équipera tous les cylindres avec des modules 13 et/ou des modules 14 et/ou des modules 12. Les unités de commande 11 et les modules de contrôle de défaillance 13 et 14 sont reliés à une unité de gestion 15 de fonctionnement du moteur. 30 L'unité de gestion 15, ou ECU pour "Engine Control Unit", envoie des informations aux unités de commande 11 pour leur permettre de piloter les électroaimants 9, 10. Ces informations comportent des angles d'ouverture et de fermeture, un top de point mort haut... Les 35 unités de commande 11 sont programmées pour renvoyer un 2906298 5 certain nombre d'informations à l'unité de gestion, comme les angles d'ouverture et de fermeture réels, des températures... En outre, dans l'invention, l'unité de commande 11 est agencée également pour constituer un organe de dé- 5 tection de défaillance. En particulier, en cas de défaillance du capteur de position de l'organe mobile 8, le pilotage de l'actionneur 7 n'est plus possible. L'unité de commande 11 en informe alors l'unité de gestion 15 qui va commander le module de contrôle de défaillance 13, 14 10 correspondant pour isoler l'actionneur 7 défectueux. Les modules de contrôle de défaillance 13, 14 détectent des anomalies dans l'énergie électrique dispensée aux actionneurs 7 et en informent l'unité de gestion 15 qui décide d'isoler électriquement ou pas les actionneurs 15 affectés par cette anomalie en commandant les modules de contrôle de défaillance 13, 14 pour couper lesdits actionneurs du réseau P. Les modules de contrôle de défaillance 13, 14 peuvent en outre avoir une structure identique à celle du module de contrôle de défaillance 12. 20 Bien entendu, l'invention n'est pas limitée au mode de réalisation décrit et on peut y apporter des va-riantes de réalisation sans sortir du cadre de l'invention tel que défini par les revendications. En variante, on peut prévoir, au choix, un organe 25 d'isolement par actionneur, un organe d'isolement commun à plusieurs actionneurs d'un même cylindre, un organe d'isolement commun à tous les actionneurs d'un même cylindre, un organe d'actionnement commun aux actionneurs de plusieurs cylindres... REVENDICATIONS 1. Système de commande de soupape pour moteur comportant au moins un cylindre (1, 2, 3, 4) ayant des soupapes (5, 6), le système comportant des éléments électromagnétiques d'actionnement (7, 9, 10) des soupapes associés à une unité de gestion (il, 15) commandant les éléments d'actionnement, caractérisé en ce que le système comporte un organe de détection de défaillance (11, 12, 13) des éléments d'actionnement et un organe d'isolement électrique (11, 12, 13) de l'élément d'actionnement dé-faillant. 2. Système selon la revendication 1, pour moteur à plusieurs cylindres, le système comportant au moins deux éléments d'actionnement (7, 9, 10) par cylindre et un organe d'isolement électrique (13, 14) commun aux éléments d'actionnement d'au moins un cylindre. 3. Système selon la revendication 1, dans lequel chaque élément d'actionnement comprend un actionneur (7) comportant deux électroaimants (9, 10). 4. Système selon la revendication 1, dans lequel chaque élément d'actionnement est formé d'un électroaimant (9, 10) d'un actionneur (7) destiné à déplacer une soupape.