Brevet FR3014490A1 — publié le 20150612

MOTEUR A COMBUSTION DE VEHICULE AUTOMOBILE A PASSAGE AMELIORE EN MODE DE DESACTIVATION TOURNANTE [0001] L'invention concerne les moteurs à combustion de véhicule automobile mettant en oeuvre une désactivation de cylindres. [0002] Sur un moteur à combustion interne il est possible de couper un ou plusieurs cylindres tout en maintenant le couple constant afin d'économiser du carburant. Les systèmes de désactivation de cylindres en charge partielle existent depuis plusieurs années sur les moteurs V6 et V8, et plus récemment sur les moteurs à essence à quatre cylindres en ligne. [0003] Les systèmes de désactivation de cylindres, comme ils sont pensés actuellement, permettent de désactiver certains cylindres d'un moteur. Cette désactivation n'est autorisée et possible que sur des points de fonctionnement faiblement chargés du champ moteur. On connait également le principe consistant à désactiver les cylindres de manière tournante, c'est-à-dire à désactiver un cylindre différent à chaque cycle moteur, ce qui permet de répartir la charge sur les différents cylindres notamment dans le cas de moteurs ayant un nombre impair de cylindres. On accède ainsi à un mode de désactivation qui fournit 50% de la charge que peut produire le moteur en mode de fonctionnement classique, y compris pour les moteurs à nombre impair de cylindres. [0004] La désactivation de cylindres permet d'accéder à des gains de consommation par amélioration du rendement du moteur, par fonctionnement dans des zones de rendement moteur plus élevé et par réduction des pertes par pompage par une plus grande ouverture du papillon des gaz à iso-couple moteur. [0005] Ces stratégies ont pour limite d'exiger une dégradation d'avance d'allumage le temps que durent les transitions en air permettant de préparer la désactivation des cylindres. Cette dégradation d'avance d'allumage, bien que nécessaire afin de maintenir le couple, entraine une diminution du rendement moteur et donc une augmentation temporaire de la consommation et du rejet de dioxyde de carbone le temps que dure la désactivation des cylindres. Le même problème se pose lors du passage du mode désactivé au mode activé. [0006] La présente invention a pour but de réduire les désagréments dus à la dégradation d'avance d'allumage lors de la transition précédent la désactivation de cylindres et lors d'une transition de retour vers le mode activé. [0007] Ce but est atteint selon l'invention grâce à un procédé de commande d'un moteur à combustion de véhicule automobile comportant une série de cylindres de combustion, procédé dans lequel on commande le moteur selon au moins deux modes de fonctionnement comprenant un mode tous cylindres où l'ensemble des cylindres de combustion est actif et un mode à désactivation tournante où on procède à une désactivation de cylindre(s) tournante correspondant à un nombre de cylindres actifs moyen par cycle du moteur inférieur de plus de un au nombre de cylindres actifs dans le mode tous cylindres, caractérisé en ce que l'on met en oeuvre un mode de fonctionnement intermédiaire entre les deux modes respectivement plein et à désactivation tournante dans lequel mode intermédiaire on met en oeuvre un nombre de cylindre(s) actif (s) moyen par cycle du moteur qui est inférieur au nombre de cylindres actifs dans le mode tous cylindres et supérieur au nombre de cylindres actifs moyen par cycle du moteur dans le mode à désactivation tournante. [0008] Avantageusement, on passe du mode tous cylindres au mode à désactivation tournante en passant par le mode intermédiaire et dans le mode tous cylindres on commande une augmentation du remplissage en air des cylindres jusqu'à une valeur de remplissage en air de passage au mode intermédiaire laquelle valeur de remplissage en air de passage au mode intermédiaire est une valeur de remplissage en air permettant un couple par cylindre actif en mode intermédiaire correspondant à un couple du moteur constant au passage du mode tous cylindres au mode intermédiaire et on met en oeuvre un couple du moteur constant au passage du mode tous cylindres au mode intermédiaire par modification de phasage d'allumage des cylindres actifs en mode intermédiaire au passage du mode tous cylindres au mode intermédiaire. [0009] Avantageusement, en mode intermédiaire on immobilise une ou des soupapes d'admission d'un ou de cylindre(s) désactivé(s). [0010] Avantageusement, en mode intermédiaire on immobilise la ou les soupapes d'admission du ou des cylindres désactivé(s) dans une position fermée de cette ou ces soupapes d'admission. [0011] Avantageusement, en mode intermédiaire on immobilise une ou des soupapes d'échappement d'un ou de cylindre(s) désactivé(s). [0012] Avantageusement, en mode intermédiaire on immobilise la ou les soupapes d'échappement du ou des cylindres désactivé(s) dans une position fermée de cette ou ces soupapes d'échappement. [0013] Avantageusement, le moteur est un moteur à quatre cylindres, le mode à désactivation tournante est un mode à 1,5 cylindres actifs en moyenne par cycle du moteur, et le mode intermédiaire est un mode à deux cylindres actifs. [0014] L'invention concerne également un moteur à combustion de véhicule automobile comportant une série de cylindres de combustion, le moteur étant configuré pour fonctionner selon au moins deux modes de fonctionnement comprenant un mode tous cylindres où l'ensemble des cylindres de combustion du moteur est actif et un mode à désactivation de cylindre(s) tournante correspondant à un nombre de cylindres actifs moyen par cycle du moteur inférieur de plus de un au nombre de cylindres actifs dans le mode tous cylindres, le moteur étant caractérisé en ce qu'il est configuré pour mettre en oeuvre un mode de fonctionnement intermédiaire entre les deux modes respectivement plein et à désactivation tournante dans lequel mode intermédiaire le moteur met en oeuvre un nombre de cylindre(s) actif(s) moyen par cycle du moteur qui est inférieur au nombre de cylindres actifs dans le mode tous cylindres et supérieur au nombre de cylindres actifs moyen par cycle du moteur dans le mode à désactivation tournante. [0015] Avantageusement, le moteur à combustion est configuré pour passer du mode tous cylindres au mode à désactivation tournante en passant par le mode intermédiaire et mettre en oeuvre dans le mode tous cylindres une augmentation de remplissage en air des cylindres jusqu'à une valeur de remplissage en air de passage au mode intermédiaire laquelle valeur de remplissage en air de passage au mode intermédiaire est une valeur de remplissage en air permettant un couple par cylindre actif à l'arrivée en mode intermédiaire correspondant à un couple du moteur constant au passage du mode tous cylindres au mode intermédiaire et le moteur est configuré pour mettre en oeuvre un couple du moteur constant au passage du mode tous cylindres au mode intermédiaire par modification de phasage d'allumage des cylindres actifs en mode intermédiaire au passage du mode tous cylindres au mode intermédiaire. [0016] Avantageusement, le moteur à combustion est configuré pour immobiliser en mode intermédiaire une ou des soupapes d'un ou de cylindre(s) désactivé(s). [0017] D'autres caractéristiques, buts et avantages de l'invention apparaitront à la lecture de la description détaillée qui va suivre, faite en référence à la figure annexée qui est un diagramme de remplissage en air et d'angle d'allumage d'un moteur selon un mode de réalisation de l'invention. [0018] Le présent moteur est un moteur à trois cylindres configuré pour mettre en oeuvre une désactivation de cylindre de type tournante. Dans la suite du présent document, nous appellerons ce mode « mode 1,5 cylindres », en ce sens qu'il permet de récupérer la moitié du couple fourni par le moteur à trois cylindres, soit 3/2 = 1.5 cylindres. On accède ainsi à un mode de désactivation qui fournit 50% de la charge que peut produire le moteur en mode de fonctionnement classique. [0019] Sur la figure annexée, la quantité d'air admise dans les cylindres est représentée par le tracé 10 et le rendement d'avance à l'allumage est représenté par le tracé 20. [0020] Afin de maintenir le couple constant lors de l'activation des stratégies d'inhibition de cylindres, les consignes de couple sur l'air et sur l'avance à l'allumage ou phasage d'allumage ou angle d'allumage, doivent être synchronisés. Cela est permet lors de la transition en air précédant la désactivation des soupapes de maintenir un couple constant en sortie de chaque cylindre. [0021] Le moteur à combustion décrit ici fournit le couple demandé d'abord sur trois puis sur deux cylindres lorsque le remplissage en air est devenu suffisant. Ce passage sur deux cylindres, référencé A sur la figure, s'effectue en coupant l'injection sur un cylindre choisi. Plus précisément, cette coupure est commandée à un instant Ao et prend effet à l'instant A. Le point A est décalé du point Ao par un intervalle de temps TA correspondant à la durée nécessaire pour couper l'injection après la demande de passage en mode deux cylindres. Dans la mesure du possible cette coupure est accompagnée d'une inhibition des soupapes d'admission du cylindre faisant l'objet de la coupure d'injection. Cela permet de limiter la quantité d'air frais envoyée à l'échappement. [0022] Afin de maintenir le couple constant lors de l'activation des stratégies d'inhibition de cylindres, les consignes de couple sur l'air et sur l'avance sont synchronisées. Cela permet de réaliser la transition en air à couple constant avant la première désactivation des soupapes. Lors de la transition au point A, la consigne de couple sur l'air a pour objectif un peu moins de deux fois la charge initiale. Durant cette transition en air, le moment où il est possible de réaliser le couple sur deux cylindres au lieu de trois est déterminé par le calcul du couple maximal Tqlgmax, c'est-à-dire à la quantité d'air courante et aux avances maximales. [0023] Dès lors que le couple maximal au remplissage courant Tqlgmax atteint 1,5 fois le couple de consigne, on demande, au point Ao, la coupure d'injection sur le cylindre prédéterminé. Lorsque cette coupure est effective, les avances sur les cylindres restant actifs sont remontées de manière à garantir à 1,5 fois le couple de consigne sur ces cylindres restants, c'est-à-dire sur les cylindres dont l'injection n'est pas coupée. [0024] La coupure d'injection du cylindre prédéterminé est maintenue jusqu'au passage en mode 1,5 cylindres, lequel porte la référence B sur la figure annexée. Plus précisément, la coupure d'injection du cylindre prédéterminé est demandée à un instant Bo, une durée TB séparant l'instant B de l'instant Bo laquelle durée TB correspond à la durée nécessaire pour désactiver la soupape du premier cylindre inhibé pour passer en mode 1,5 cylindres. [0025] Ainsi la dégradation d'avance est réduite d'une valeur correspondant à la partie hachurée et le couple est fourni par les deux cylindres restants jusqu'au passage B en mode à désactivation tournante, ici un mode à 1,5 cylindres. Le mode à désactivation tournante intervient lorsque le remplissage a atteint sa valeur de consigne. Cette stratégie peut s'accompagner, en plus de la coupure d'injection du cylindre prédéfini, d'une désactivation des soupapes de ce cylindre, de manière à limiter la quantité d'air frais envoyée à l'échappement. [0026] Ainsi, dans le présent mode de réalisation, on met en oeuvre les opérations suivantes. Une première opération consiste en une demande de passage en mode 1.5 cylindre. Une deuxième opération consiste en la transition en air jusqu'à environ deux fois le remplissage initial afin d'atteindre le remplissage nécessaire lorsque la désactivation de cylindre tournante sera effective. Une troisième opération consiste en une dégradation des avances d'allumage sur l'ensemble des cylindres de manière à conserver le couple constant lors du transitoire. Une quatrième opération consiste, lorsque le couple maximal théorique ou couple au remplissage courant et aux avances maximisées atteint 1,5 fois le couple de consigne, à demander la coupure d'injection sur un cylindre prédéterminé ainsi que l'inhibition des soupapes de ce même cylindre dans le cas où le système d'inhibition des soupapes permet d'inhiber les soupapes indépendamment sur chaque cylindre. [0027] Si la coupure de l'injection du cylindre prédéterminé peut être effective au moment de l'injection sur ce cylindre, les avances sur les deux autres cylindres sont remontées à une valeur permettant d'atteindre 1,5 fois le couple de consigne afin de garantir le couple de consigne durant le transitoire. Si la coupure de l'injection du cylindre prédéterminé ne peut pas être effective au moment de l'injection sur ce cylindre, il est possible de mettre ce cylindre aux avances minimales. Le couple fourni par ce cylindre sera compensé par un ajustement du couple fourni par le prochain cylindre en combustion. Par conséquent le cylindre suivant aura pour consigne d'avance 1,5 fois le couple de consigne moins le couple fourni par le cylindre précédent. Par la suite les avances prendront pour consigne 1,5 fois le couple de consigne afin de garantir le couple de consigne durant le transitoire. [0028] La coupure d'injection et l'inhibition des soupapes dans le cas où le système d'inhibition des soupapes permet d'inhiber les soupapes indépendamment sur chaque cylindre sont maintenues sur le cylindre prédéfini jusqu'à ce que le remplissage en air ait atteint sa valeur de consigne. Les autres cylindres sont maintenus à une valeur de 1,5 fois le couple de consigne dans ce mode intermédiaire à deux cylindres. Lorsque le remplissage atteint sa valeur de consigne on demande le passage en mode 1,5 cylindres, en d'autres termes on demande le passage en mode à désactivation de cylindres tournante. [0029] Afin d'éviter que deux cylindres successifs ne produisent pas de couple, si la première soupape pouvant être inhibée correspond au cylindre suivant le cylindre en coupure injection alors le mode deux cylindres est prolongé d'un point mort haut afin de garantir le couple. Afin de ne pas prolonger le mode deux cylindres il est possible de reprendre l'injection sur le cylindre coupé en mode deux cylindres, le couple moyen sur un cycle du moteur étant maintenu car le cylindre suivant est alors inhibé en mode 1,5 cylindres. Enfin on passe en mode 1,5 cylindre. [0030] Pour des raisons d'agrément, il est possible de passer systématiquement par les avances minimales au cylindre prédéterminé lors de sa combustion suivant la demande en mode deux cylindres. Cela permet de lisser le passage du mode trois cylindres vers le mode deux cylindres. Mais cela a pour conséquence de retarder le passage en mode deux cylindres et de prolonger la dégradation d'avance d'un cycle moteur soit trois points morts hauts. Il est également possible que le premier cylindre inhibé soit systématiquement le même. Cela permet de piloter à l'identique les séquences d'activation/désactivation des deux premiers cycles moteur en mode 1,5 cylindres. [0031] Le présent mode de réalisation permet lorsque le moteur à combustion interne ne fonctionne que sur deux cylindres de réduire la dégradation d'avance tout en maintenant le couple de consigne. La réduction de la dégradation d'avance permet de rendre le passage en mode à désactivation tournante plus efficient et donc de faire des économies de carburant et de réduire les rejets de dioxyde de carbone. De plus lorsque le mode deux cylindres est associé à une inhibition de soupape(s) du cylindre, la montée en pression dans le plénum est plus rapide du fait que ce cylindre ne pompera plus d'air à l'admission. Par conséquent le remplissage de consigne est atteint plus rapidement ce qui permet de réduire le temps de transition et donc le temps de dégradation d'avance, offrant un gain additionnel en termes de consommation et d'émission de dioxyde de carbone. REVENDICATIONS1. Procédé de commande d'un moteur à combustion de véhicule automobile comportant une série de cylindres de combustion, procédé dans lequel on commande le moteur selon au moins deux modes de fonctionnement (A,A0,B,B0) comprenant un mode tous cylindres où l'ensemble des cylindres de combustion est actif et un mode à désactivation tournante (B,B0) où on procède à une désactivation de cylindre(s) tournante correspondant à un nombre de cylindres actifs moyen par cycle du moteur inférieur de plus de un au nombre de cylindres actifs dans le mode tous cylindres, caractérisé en ce que l'on met en oeuvre un mode de fonctionnement intermédiaire (A,A0) entre les deux modes respectivement plein et à désactivation tournante (B,B0) dans lequel mode intermédiaire (A,A0) on met en oeuvre un nombre de cylindre(s) actif(s) moyen par cycle du moteur qui est inférieur au nombre de cylindres actifs dans le mode tous cylindres et supérieur au nombre de cylindres actifs moyen par cycle du moteur dans le mode à désactivation tournante (B,B0). 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'on passe du mode tous cylindres au mode à désactivation tournante (B,B0) en passant par le mode intermédiaire (A,A0) et dans le mode tous cylindres on commande une augmentation du remplissage en air des cylindres jusqu'à une valeur de remplissage en air de passage au mode intermédiaire (A,A0) laquelle valeur de remplissage en air de passage au mode intermédiaire (A,A0) est une valeur de remplissage en air permettant un couple par cylindre actif en mode intermédiaire (A,A0) correspondant à un couple du moteur constant au passage du mode tous cylindres au mode intermédiaire (A,A0) et on met en oeuvre un couple du moteur constant au passage du mode tous cylindres au mode intermédiaire (A,A0) par modification de phasage d'allumage (20) des cylindres actifs en mode intermédiaire au passage du mode tous cylindres au mode intermédiaire (A,A0). 3. Procédé selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé en ce qu'en mode intermédiaire (A,A0) on immobilise une ou des soupapes d'admission d'un ou de cylindre(s) désactivé(s). 4. Procédé selon la revendication précédente, caractérisé en ce qu'en mode intermédiaire (A,A0) on immobilise la ou les soupapes d'admission du ou des cylindres désactivé(s) dans une position fermée de cette ou ces soupapes d'admission. 5. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'en mode intermédiaire (A,A0) on immobilise une ou des soupapes d'échappement d'un ou de cylindre(s) désactivé(s). 6. Procédé selon la revendication précédente, caractérisé en ce qu'en mode intermédiaire (A,A0) on immobilise la ou les soupapes d'échappement du ou des cylindres désactivé(s) dans une position fermée de cette ou ces soupapes d'échappement. 7. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le moteur est un moteur à quatre cylindres, le mode à désactivation tournante (B,B0) est un mode à 1,5 cylindres actifs en moyenne par cycle du moteur, et le mode intermédiaire (A,A0) est un mode à deux cylindres actifs. 8. Moteur à combustion de véhicule automobile comportant une série de cylindres de combustion, le moteur étant configuré pour fonctionner selon au moins deux modes de fonctionnement (A,A0,B,B0) comprenant un mode tous cylindres où l'ensemble des cylindres de combustion du moteur est actif et un mode à désactivation de cylindre(s) tournante (B,B0) correspondant à un nombre de cylindres actifs moyen par cycle du moteur inférieur de plus de un au nombre de cylindres actifs dans le mode tous cylindres, le moteur étant caractérisé en ce qu'il est configuré pour mettre en oeuvre un mode de fonctionnement intermédiaire (A,A0) entre les deux modes respectivement plein et à désactivation tournante (B,B0) dans lequel mode intermédiaire (A,A0) le moteur met en oeuvre un nombre de cylindre(s) actif(s) moyen par cycle du moteur qui est inférieur au nombre de cylindres actifs dans le mode tous cylindres et supérieur au nombre de cylindres actifs moyen par cycle du moteur dans le mode à désactivation tournante (B,B0). 9. Moteur à combustion selon la revendication précédente, caractérisé en ce qu'il est configuré pour passer du mode tous cylindres au mode à désactivation tournante (B,B0) en passant par le mode intermédiaire (A,A0) et mettre en oeuvre dans le mode tous cylindres une augmentation de remplissage en air des cylindres jusqu'à une valeur de remplissage en air de passage au mode intermédiaire (A,A0) laquelle valeur de remplissage en air de passage au mode intermédiaire (A,A0) est une valeur de remplissage en air permettant un couple par cylindre actif à l'arrivée en mode intermédiaire (A,A0) correspondant à un couple du moteur constant au passage du mode tous cylindres au mode intermédiaire (A,A0) et le moteur est configuré pour mettre en oeuvre un couple du moteur constant au passage du mode tous cylindres au mode intermédiaire (A,A0) par modification de phasage d'allumage des cylindres actifs en mode intermédiaire au passage du mode tous cylindres au mode intermédiaire (A,A0). 10. Moteur selon la revendication 8 ou la revendication 9, caractérisé en ce qu'il est configuré pour immobiliser en mode intermédiaire (A,A0) une ou des soupapes d'un ou de cylindre(s) désactivé(s).