Brevet FR2991003A1 — publié le 20131129

PROCEDE DE COMMANDE DE BOUGIES DE PRECHAUFFAGE D'UN MOTEUR THERMIQUE ET DISPOSITIF DE COMMANDE ASSOCIE [0001] DOMAINE TECHNIQUE DE L'INVENTION [0002] L'invention porte sur un procédé de commande de bougies de préchauffage d'un moteur thermique de type diesel, ainsi que sur le dispositif de commande associé. [0003] ETAT DE LA TECHNIQUE [0004] Les moteurs thermiques de type diesel comportent une pluralité de cylindres munis chacun d'une bougie de préchauffage. Chaque bougie de préchauffage, installée à proximité d'une chambre de combustion du cylindre, comporte un fil de chauffe de faible résistance. Lorsque ce fil est soumis à une tension appliquée par la batterie du véhicule, un courant de forte intensité est généré. Ce courant a pour effet d'apporter une énergie thermique permettant de réchauffer la chambre de combustion. [0005] Ainsi, dans une phase de préchauffage qui se produit avant le démarrage du moteur, les bougies de préchauffage permettent de favoriser la combustion du gazole par apport d'énergie thermique. Il est également possible de continuer à alimenter les bougies après le démarrage du moteur thermique dans une phase dite de post-chauffage visant à stabiliser la combustion et notamment limiter un surplus de pollution dû au fonctionnement du moteur thermique à froid. [0006] Un procédé de commande connu de bougies de préchauffage d'un moteur à quatre cylindres est illustré à la figure 1. Lorsqu'une demande d'activation SA des bougies est effectuée à l'instant tO, les quatre bougies B1-B4 sont activées simultanément sur une période d'activation TA. Ce principe est valable sur les trois phases d'activation P1-P3 des bougies B1-B4 montrées sur la figure 1. [0007] Cette activation simultanée des bougies B1-B4 engendre une demande de courant lb importante pour la batterie, ce qui a pour effet de faire chuter le niveau de tension Ub de la batterie. Une telle chute de tension référencée CH1 sur la figure 1 est susceptible de générer une réinitialisation d'un calculateur du véhicule pouvant le cas échéant empêcher le démarrage du véhicule. [0008] En outre, le diamètre des fils composant le faisceau électrique relié aux bougies doit être important pour pouvoir absorber la somme des courants appliqués sur les différentes bougies. [0009] OBJET DE L'INVENTION [0010] L'invention a pour but de remédier à ces inconvénients. [0011] A cet effet, lorsqu'une demande d'activation des bougies de préchauffage est effectuée, les bougies de préchauffage sont activées successivement dans le temps les unes après les autres. [0012] L'invention permet ainsi de réduire le courant d'appel des bougies de préchauffage lors de la commande d'activation, ce qui réduit la chute de tension aux bornes de la batterie. Les risques de réinitialisation du calculateur véhicule sont donc moindres. En outre, une section d'un fil d'alimentation principale d'un dispositif de commande des bougies de préchauffage peut être réduite. [0013] L'invention concerne donc un procédé de commande de bougies de préchauffage d'un moteur thermique de type diesel comportant au moins deux cylindres et une bougie de préchauffage par cylindre, caractérisé en ce que lorsqu'une demande d'activation des bougies de préchauffage est effectuée, il comporte l'étape d'activer successivement dans le temps les bougies de préchauffage les unes après les autres. [0014] Selon une mise en oeuvre, les bougies de préchauffage sont activées sur des périodes d'activation distinctes dans le temps les unes des autres. [0015] Selon une mise en oeuvre, la période d'activation d'une bougie de préchauffage commence au moment où se termine la période d'activation de la bougie de préchauffage précédemment activée. [0016] Selon une mise en oeuvre, les périodes d'activation des différentes bougies de préchauffage sont identiques. [0017] Selon une mise en oeuvre, une période d'activation dure environ 10 secondes. [0018] Selon une mise en oeuvre, les bougies de préchauffage sont activées via des lignes de commande distinctes les unes des autres. [0019] Selon une mise en oeuvre, les bougies de préchauffage sont activées via une ligne de commande unitaire comportant une ligne à retard par bougie de préchauffage à l'exception de la première bougie de préchauffage à activer. [0020] L'invention concerne en outre un dispositif de commande de bougies de préchauffage d'un moteur thermique de type diesel comportant au moins deux cylindres et une bougie de préchauffage par cylindre, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens pour activer successivement dans le temps les bougies de préchauffage les unes après les autres. [0021] Selon une réalisation, les moyens pour activer successivement les bougies de préchauffage sont formés par des lignes de commande reliées chacune à une bougie de préchauffage distincte. [0022] Selon une réalisation, les moyens pour activer successivement les bougies de préchauffage sont formés par une ligne de commande unitaire comportant une ligne à retard par bougie de préchauffage à l'exception de la première bougie de préchauffage à activer. [0023] Selon une réalisation, le retard appliqué par les lignes à retard vaut (k-1)xTA, k étant le rang de la bougie de préchauffage à activer et TA étant la période d'activation des bougies de préchauffage. [0024] BREVE DESCRIPTION DES FIGURES [0025] L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit et à l'examen des figures qui l'accompagnent. Ces figures ne sont données qu'à titre illustratif mais nullement limitatif de l'invention. [0026] La figure 1, déjà décrite, montre un diagramme d'activation de bougies de préchauffage correspondant à la mise en oeuvre d'un procédé de commande selon l'état de la technique; [0027] La figure 2 montre une représentation schématique d'un dispositif de commande de bougies de préchauffage selon l'invention; [0028] La figure 3 montre un diagramme d'activation de bougies de préchauffage correspondant à la mise en oeuvre du procédé de commande selon l'invention; [0029] La figure 4 montre une variante de réalisation du dispositif de commande selon l'invention comportant une ligne unitaire de commande des bougies de préchauffage. [0030] Les éléments identiques, similaires ou analogues conservent la même référence d'une figure à l'autre. [0031] DESCRIPTION D'EXEMPLES DE REALISATION DE L'INVENTION [0032] La figure 2 montre un dispositif 10 de commande de bougies de préchauffage selon l'invention. Ce dispositif 10 est relié à quatre bougies B1-B4 d'un moteur diesel à quatre cylindres. Une bougie B1-B4 est associée à chaque cylindre. Ces bougies B1-B4 comportent chacune un fil de chauffe ayant une faible résistance, par exemple comprise entre 0,2 et 0,8 Ohm. Ce dispositif 10 est en relation avec une batterie du véhicule délivrant une tension Ub par exemple de l'ordre de 16 Volts ainsi qu'avec un point de référence en tension hachuré sur la figure. [0033] On décrit ci-après le fonctionnement du dispositif 10 de commande en référence avec la figure 3 montrant trois phases P1-P3 d'activation successives des bougies de préchauffage B1-B4. Une seule phase P1 entre les instants tO et t5 est décrite ci-après dans le détail, les autres phases P2 et P3 étant identiques à la phase P1. [0034] Dans la suite du document, on entend par "activer" une bougie de préchauffage, le fait de faire circuler un courant de forte intensité, de l'ordre de 20 à 80 Ampères, dans le fil de chauffe de la bougie de préchauffage en soumettant la bougie à la tension de la batterie Ub. On entend par "arrêter l'activation" d'une bougie de préchauffage, le fait de couper la circulation du courant à l'intérieur du fil de préchauffage de la bougie. En outre, une "période d'activation" d'une bougie de préchauffage correspond une période de temps qui s'écoule entre le début et la fin de l'activation d'une bougie. [0035] A l'instant tO, un signal SA de demande d'activation des bougies B1-B4 de préchauffage du moteur thermique est reçu par le dispositif 10 de commande. Ce signal SA est par exemple émis par le calculateur moteur au début d'une phase de préchauffage qui se produit avant le démarrage du moteur afin de favoriser la combustion du gazole. Le signal SA peut également être émis lors d'une phase de post-chauffage dans laquelle on continue d'alimenter les bougies de préchauffage B1-B4 après le démarrage du moteur thermique afin de stabiliser la combustion. Le signal SA est émis par le calculateur moteur en fonction notamment de la température ambiante et/ou de la température des cylindres du moteur thermique. [0036] Les bougies de préchauffage B1-B4 vont être activées successivement dans le temps les unes après les autres. Les bougies de préchauffage B1-B4 sont activées sur des périodes d'activation TA distinctes dans le temps les unes des autres, c'est-à-dire qu'il n'existe pas de recouvrement dans le temps entre les périodes d'activation TA des différentes bougies B1-B4. De préférence, la période d'activation TA d'une bougie de préchauffage B1-B4 commence au moment où se termine la période d'activation TA de la bougie de préchauffage précédemment activée. [0037] Ainsi, à l'instant tO, le dispositif 10 commande l'activation de la première bougie B1. On observe une légère chute de tension CH2 aux bornes de la batterie du véhicule qui commence alors à débiter un courant lb. [0038] A l'instant t1, à la fin de la période d'activation TA de la première bougie B1, le dispositif 10 commande l'arrêt de l'activation de la première bougie B1 et l'activation de la deuxième bougie B2 de préchauffage. Sur la période t041, la batterie a débité un courant lb sensiblement constant. [0039] A l'instant t2, à la fin de la période d'activation TA de la deuxième bougie B2, le dispositif 10 commande l'arrêt de l'activation de la deuxième bougie B2, et l'activation de la troisième bougie B3 de préchauffage. Sur la période t1-t2, la batterie a débité un courant lb ayant la même intensité que le courant débité sur la période t0-t1. [0040] A l'instant t3, à la fin de la période d'activation TA de la troisième bougie B3, le dispositif 10 commande l'arrêt de l'activation de la troisième bougie, et l'activation de la quatrième bougie B4 de préchauffage. Sur la période t2-t3, la batterie a débité un courant lb ayant la même intensité que le courant débité sur les périodes t0-t1 et t1-t2. [0041] A l'instant t4, à la fin de la période d'activation TA de la quatrième bougie B4, le dispositif 10 commande l'arrêt de l'activation de la quatrième bougie B4. Sur la période t3-t4, la batterie a débité un courant lb ayant la même intensité que le courant débité sur les périodes t0-t1; t1-t2 et t2-t3. Après l'instant t4, la batterie du véhicule ne débite plus de courant pour l'alimentation des bougies B1-B4. [0042] A l'instant t5, un nouveau signal d'activation SA est détecté par le dispositif 10. On entre alors dans une nouvelle phase d'activation P2 des bougies B1-B4 du moteur thermique identique à la phase P1. [0043] Compte tenu de l'activation successive des bougies B1-B4 les unes après les autres, on note que le courant d'alimentation lb des bougies est lissé sur la période t045, ce qui permet de réduire la chute de tension CH2 aux bornes de la batterie par rapport au procédé de l'état de la technique (voir figure 1). En l'occurrence, l'intensité du courant lb prélevé à la batterie est quatre fois moins importante que dans le procédé selon l'état de la technique dans lequel les bougies sont activées simultanément. [0044] Les bougies B1-B4 sont activées sur une période d'activation identique TA. La période d'activation TA est d'une durée suffisante pour que l'appel en courant des bougies de préchauffage puisse se stabiliser et pour que l'on obtienne l'augmentation de température recherchée à l'intérieur de la chambre de combustion. Dans un exemple de réalisation, la période d'activation est de l'ordre de 10 secondes. [0045] Comme montré sur la figure 2, pour activer successivement les bougies B1-B4 de préchauffage on utilise des lignes de commande L1-L4 reliées chacune à une bougie B1-B4 de préchauffage distincte. Dans ce cas, on envoie des signaux d'activation décalés dans le temps d'une durée TA sur les différentes lignes L1-L4. [0046] Alternativement, comme montré sur la figure 4, on fait appel à une ligne de commande unitaire L5 comportant une ligne à retard R1-R3 par bougie de préchauffage à l'exception de la première bougie de préchauffage à activer. Dans ce cas, un signal unique d'activation est envoyé vers les différentes bougies de préchauffage, ce signal étant retardé par les différentes lignes à retard R1-R3. [0047] Le retard appliqué par les lignes à retard R1-R3 vaut (k-1)xTA, k étant le rang de la bougie B1-B4 de préchauffage à activer. Ainsi, le retard appliqué vaut TA pour la deuxième bougie B2; le retard appliqué vaut 2TA pour la troisième bougie B3; et le retard appliqué vaut 3TA pour la quatrième bougie B4. [0048] Bien entendu, le dispositif 10 de commande des bougies selon l'invention pourra être utilisé avec tout type de moteur diesel comportant un nombre de bougies supérieur ou inférieur à quatre, mais dans tous les cas supérieur à deux. Dans le cas où le moteur comporte plus de quatre cylindres, on continue l'activation successive des bougies de préchauffage jusqu'à la Nième bougie de préchauffage du moteur thermique. [0049] Bien entendu, l'homme du métier pourra apporter des modifications au procédé décrit dans les figures sans sortir du cadre de l'invention. En particulier, il pourra adapter le commencement des périodes d'activation TA, par exemple en activant les bougies de préchauffage deux par deux successivement dans le temps. REVENDICATIONS: 1. Procédé de commande de bougies de préchauffage d'un moteur thermique de type diesel comportant au moins deux cylindres et une bougie (B1-B4) de préchauffage par cylindre, caractérisé en ce que lorsqu'une demande d'activation des bougies (B1-B4) de préchauffage est effectuée, il comporte l'étape d'activer successivement dans le temps les bougies de préchauffage les unes après les autres. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que les bougies de préchauffage (B1-B4) sont activées sur des périodes d'activation (TA) distinctes dans le temps les unes des autres. 3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que la période d'activation d'une bougie de préchauffage (B1-B4) commence au moment où se termine la période d'activation de la bougie de préchauffage précédemment activée. 4. Procédé selon la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce que les périodes d'activation (TA) des différentes bougies de préchauffage sont identiques. 5. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'une période d'activation (TA) dure environ 10 secondes . 6. Procédé selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que les bougies (B1-B4) de préchauffage sont activées via des lignes de commande distinctes (L1-L4) les unes des autres. 7. Procédé selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que les bougies (B1-B4) de préchauffage sont activées via une ligne de commande unitaire (L1) comportant une ligne à retard (R1-R3) par bougie de préchauffage à l'exception de la première bougie de préchauffage à activer. 8. Dispositif de commande de bougies de préchauffage d'un moteur thermique de type diesel comportant au moins deux cylindres et une bougie de préchauffage par cylindre, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens pour activer successivement dans le temps les bougies de préchauffage (B1-B4) les unes après les autres. 9. Dispositif de commande selon la revendication 8, caractérisé en ce que les moyens pour activer successivement les bougies (B1-B4) de préchauffage sont formés par des lignes de commande (L1-L4) reliées chacune à une bougie (B1-B4) de préchauffage distincte. 10. Dispositif de commande selon la revendication 8, caractérisé en ce que les moyens pour activer successivement les bougies (B1-B4) de préchauffage sont formés par une ligne de commande (L5) unitaire comportant une ligne à retard (R1-R3) par bougie de préchauffage à l'exception de la première bougie de préchauffage à activer. 11. Dispositif de commande selon la revendication 10, caractérisé en ce que le retard appliqué par les lignes à retard (R1-R3) vaut (k-1)xTA, k étant le rang de la bougie de préchauffage à activer, TA étant la période d'activation des bougies de préchauffage.