Brevet FR3088674A1 — publié le 20200522

Dispositif de commande directe de levée variable de soupape d'un moteur à combustion interne La présente invention concerne un dispositif de commande d'un système de levée variable de soupape de moteur à combustion interne. Elle concerne également un système de levée variable de soupape comprenant un tel dispositif de commande. Elle concerne aussi un moteur à combustion interne comprenant un tel dispositif de commande ou un tel système de levée variable de soupape. Enfin, elle concerne un véhicule automobile comprenant un tel moteur à combustion interne ou un tel système de levée variable de soupape ou un tel dispositif de commande. Un système de levée variable de soupape offre aux moteurs à combustion interne à allumage commandé ou Diesel différents avantages, en particulier un gain de performances, une consommation moindre et une réduction des émissions polluantes. Il est donc intéressant d'installer de tels systèmes sur les moteurs à combustion interne, notamment ceux équipant les véhicules automobiles. En effet, un système de levée variable de soupape permet de commander une même soupape par au moins deux cames à profils distincts. Un moyen de changement de came utilisée/engagée permet alors de passer de l'une à l'autre et vice versa. Seulement, les systèmes de levée variable de soupapes de l'état de la technique sont généralement encombrants alors que les compartiments moteur de véhicules automobiles ne disposent que de peu de place disponible. En outre, ces systèmes ne permettent pas de savoir quelle came est utilisée. Enfin, ces systèmes sont complexes. L'invention a pour objectif de remédier aux inconvénients mentionnés ci-30 dessus en proposant une solution permettant un changement de came fiable et simple à mettre en oeuvre. L'invention vise aussi à rendre les systèmes de levée variable de soupapes davantage économiques. 2 Pour atteindre cet objectif, l'invention porte sur un dispositif de commande d'un renvoi d'axe principal d'un système de levée variable d'au moins une soupape d'un moteur à combustion interne, notamment un renvoi de type 5 arbre ou tringlerie, le dispositif de commande comprenant un moteur électrique agencé à une extrémité d'un arbre à cames et destiné à entraîner un tel renvoi en translation parallèle ou sensiblement parallèle à un tel axe principal dans un premier sens, respectivement dans un deuxième sens, le premier sens étant opposé au deuxième sens. 10 L'invention porte encore sur un système de levée variable d'au moins une soupape d'un moteur à combustion interne comprenant un dispositif de commande tel que défini précédemment et un renvoi d'axe principal, le moteur électrique étant de type linéaire d'axe secondaire confondu ou 15 sensiblement confondu avec l'axe principal. L'invention porte encore sur un système de levée variable d'au moins une soupape d'un moteur à combustion interne comprenant un dispositif de commande tel que défini précédemment et un renvoi d'axe principal, le 20 moteur électrique étant rotatif et comprenant un arbre de sortie d'axe perpendiculaire ou sensiblement perpendiculaire à l'axe principal, l'arbre de sortie comprenant un pignon et le renvoi comprenant une crémaillère s'étendant selon une direction parallèle ou sensiblement parallèle à l'axe principal, la crémaillère étant agencée de sorte à coopérer avec le pignon 25 de l'arbre de sortie. L'invention porte encore sur un système de levée variable d'au moins une soupape d'un moteur à combustion interne comprenant un dispositif de commande tel que défini précédemment et un renvoi d'axe principal, le moteur électrique étant rotatif et comprenant un arbre de sortie de type vis sans fin, respectivement un arbre de sortie de type écrou, d'axe confondu ou sensiblement confondu avec l'axe principal et le renvoi comprenant un 3 écrou, respectivement une vis sans fin, agencé(e) de sorte à coopérer avec l'arbre de sortie. L'invention porte encore sur un système de levée variable d'au moins une 5 soupape d'un moteur à combustion interne comprenant un dispositif de commande tel que défini précédemment et un renvoi d'axe principal, le moteur électrique étant rotatif et comprenant un arbre de sortie parallèle ou sensiblement parallèle à l'axe principal ou perpendiculaire ou sensiblement perpendiculaire à l'axe principal, l'arbre de sortie 10 comprenant un pignon de sortie, la rotation du pignon de sortie engendrant la translation du renvoi, notamment par l'intermédiaire d'un hélicoïde coopérant d'une part avec le renvoi et d'autre part avec une roue dentée agencée de manière à être entraînée par le pignon de sortie. 15 Le système et/ou le moteur électrique et/ou le renvoi peut comprendre un premier moyen de détection d'un changement de position du renvoi et/ou un deuxième moyen de détection de la position du renvoi. Le premier moyen de détection et/ou le deuxième moyen de détection peut 20 comprendre un capteur à effet Hall et un aimant. Le système peut comprendre un premier moyen anti-rotation du renvoi intégré au moteur électrique ou un deuxième moyen anti-rotation du renvoi au niveau de l'accouplement entre le moteur électrique et le renvoi, 25 notamment un deuxième moyen anti-rotation comprenant un méplat ou un trou oblong. L'invention porte encore sur un moteur à combustion interne comprenant un système tel que défini précédemment et/ou un dispositif de commande 30 tel que défini précédemment. 4 L'invention porte encore sur un véhicule, notamment un véhicule automobile comprenant un moteur à combustion interne tel que défini précédemment et/ou un système tel que défini précédemment et/ou un dispositif de commande tel que défini précédemment. Ces objets, caractéristiques et avantages de la présente invention seront exposés en détail dans la description suivante de modes de réalisation de systèmes de levée variable de soupape faite à titre non-limitatif en relation avec les figures jointes parmi lesquelles : La figure 1 est une vue schématique d'un véhicule automobile selon un mode de réalisation de l'invention. La figure 2 est une vue schématique d'un système de levée variable de 15 soupape selon un premier mode de réalisation de l'invention. La figure 3 est une vue schématique d'un système de levée variable de soupape selon un deuxième mode de réalisation de l'invention. 20 La figure 4 est une vue schématique d'un système de levée variable de soupape selon un troisième mode de réalisation de l'invention. La figure 5 est une vue schématique d'un système de levée variable de soupape selon un quatrième mode de réalisation de l'invention. 25 Un véhicule, par exemple un véhicule automobile 1, selon un mode de réalisation de l'invention est illustré schématiquement sur la figure 1. Le véhicule automobile 1 comprend un moteur à combustion interne 2 selon un mode de réalisation de l'invention. Le moteur à combustion interne 2 30 peut être à allumage commandé ou Diesel. Le moteur à combustion interne 2 comprend un système 10 de levée variable d'au moins une 5 10 5 soupape. Le système 10 comprend un renvoi 21, par exemple un renvoi 21 d'axe principal A. Par « renvoi », on entend par exemple un arbre, notamment creux ou plein, 5 apte à déplacer une première came et/ou une deuxième came de sorte à ce que la première came, ou la deuxième came, soit utilisée pour commander une même soupape. Ainsi le renvoi permet le passage de l'utilisation de la deuxième came à l'utilisation de la première came, et vice versa, pour commander la même soupape. Par « renvoi », on entend 10 également une ou plusieurs tiges ou tringles, par exemple agencée(s) au sein d'un arbre creux, aptes à déplacer une première came et/ou une deuxième came de sorte à ce que la première came, ou la deuxième came, soit utilisée pour commander une même soupape. En cas de renvoi de type tringle ou tringlerie, par exemple une seule tringle assure le 15 déplacement de la première et/ou de la deuxième came associée à une même soupape. Ainsi, le nombre de tringles est par exemple égal au nombre de soupapes commandées. A noter que de tels renvois sont généralement nommés par les termes 20 anglo-saxons cc shifting rod » ou cc shifting shaft ». Bien qu'il ne soit évoqué que la commande d'une soupape, évidemment, le système 10 peut commander davantage de soupapes, par exemple aussi bien des soupapes d'admission que des soupapes d'échappement. 25 En outre, bien qu'il soit évoqué des passages ou changement d'une première came vers une deuxième came et vice versa, trois cames et/ou trois profils de came voire davantage, peuvent être prévus pour commander une même soupape. Ainsi davantage de passages peuvent 30 être possibles pour une même soupape. 6 Alternativement, ou en complément, la première came et la deuxième came peuvent être remplacées par un premier suiveur de came et/ou un deuxième suiveur de came commandant une même soupape de sorte à ce que le premier suiveur de came, ou le deuxième suiveur de came, soit 5 utilisé pour commander la même soupape. Le système 10 de levée variable comprend un dispositif de commande 20. Le dispositif de commande 20 comprend un moteur électrique 30. Le moteur électrique 30 entraîne le renvoi 21 en translation parallèle ou 10 sensiblement parallèle à l'axe principal A dans un premier sens Si, respectivement dans un deuxième sens 52. Le premier sens Si est opposé au deuxième sens S2. Selon un premier mode de réalisation illustré sur la figure 2, le système 10 15 comprend le dispositif de commande 20 et le renvoi 21 d'axe principal A. Dans ce premier mode de réalisation, le moteur électrique 30 est de préférence linéaire. Avantageusement, le moteur électrique 30 a un axe secondaire A2 confondu, ou sensiblement confondu, avec l'axe principal A du renvoi 21. Ainsi, la mise en fonctionnement du moteur électrique 30 20 linéaire dans un sens permet, par exemple, la translation du renvoi 21 dans le premier sens Si, alors que la mise en fonctionnement du moteur électrique 30 linéaire dans l'autre sens permet la translation du renvoi 21 dans le deuxième sens S2. 25 Selon un deuxième mode de réalisation illustré sur la figure 3, le système 10 comprend le dispositif de commande 20 et le renvoi 21 d'axe principal A. Dans ce deuxième mode de réalisation, le moteur électrique 30 est de préférence rotatif et comprend un arbre de sortie 31 d'axe AS. L'axe AS est de préférence perpendiculaire, ou sensiblement perpendiculaire, à 30 l'axe principal A du renvoi 21. L'arbre de sortie 31 comprend un pignon 32. Le renvoi 21 comprend une crémaillère 22 s'étendant selon une direction parallèle ou sensiblement parallèle à l'axe principal A. La crémaillère 22 7 est destinée à engrener avec le pignon 32 de l'arbre de sortie 31. Ainsi, la mise en rotation du moteur électrique 30 dans un sens permet, par exemple, la translation du renvoi 21 dans le premier sens Si, alors que la mise en rotation du moteur électrique 30 dans l'autre sens permet la 5 translation du renvoi 21 dans le deuxième sens S2. Selon un troisième mode de réalisation illustré sur la figure 4, le système 10 comprend le dispositif de commande 20 et le renvoi 21 d'axe principal A. Le moteur électrique 30 est de préférence rotatif et comprend un arbre 10 de sortie de type vis sans fin 31A, respectivement un arbre de sortie de type écrou 31B, d'axe confondu ou sensiblement confondu avec l'axe principal A. Le renvoi 21 comprend alors un écrou 21A, respectivement une vis sans fin 21B, agencé(e) de sorte à coopérer avec l'arbre de sortie adapté. Ainsi, la mise en rotation du moteur électrique 30 dans un sens 15 permet, par exemple, la translation du renvoi 21 dans le premier sens Si, alors que la mise en rotation du moteur électrique 30 dans l'autre sens permet la translation du renvoi 21 dans le deuxième sens S2. Selon un quatrième mode de réalisation illustré sur la figure 5, le système 20 10 comprend le dispositif de commande 20 et le renvoi 21 d'axe principal A. Le moteur électrique 30 est de préférence rotatif et comprend un arbre de sortie 31' de préférence parallèle, ou sensiblement parallèle, à l'axe principal A du renvoi 21. Alternativement, comme illustré sur la figure 5, l'arbre de sortie 31' peut être perpendiculaire, ou sensiblement 25 perpendiculaire, à l'axe principal A du renvoi 21, autrement dit positionné radialement ou sensiblement radialement par rapport à l'axe principal A. L'arbre de sortie 31' comprend alors un pignon de sortie 32'. Avantageusement le système 10 comprend une roue dentée 33 agencée de manière à être entraînée par le pignon de sortie 32'. Avantageusement 30 encore, le système 10 comprend un hélicoïde 35, par exemple un filetage ou une vis, notamment dotée d'un pas de vis spécifique. L'hélicoïde 35 est agencé pour pouvoir coopérer d'une part avec le renvoi 21 et d'autre part 8 être entraîné par la roue dentée 33. Ainsi, la rotation du pignon de sortie 32' engendre la translation du renvoi 21, dans le premier sens Si, respectivement dans le deuxième sens 52. Ainsi, la mise en rotation du moteur électrique 30 dans un sens permet, par exemple, la translation du 5 renvoi 21 dans le premier sens Si, alors que la mise en rotation du moteur électrique 30 dans l'autre sens permet la translation du renvoi 21 dans le deuxième sens S2. Dans ce quatrième mode de réalisation, l'actionneur est de préférence rotatif et entraîne la roue dentée 33 qui entraîne en rotation l'hélicoïde 35. L'hélicoïde 35 pilote lui-même l'axe ou renvoi. 10 Avantageusement, comme illustré sur la figure 1, le système 10 et/ou le moteur électrique 30 et/ou le renvoi 21 comprend un premier moyen de détection 25 d'un changement de position du renvoi 21. De préférence, le système 10 et/ou le moteur électrique 30 et/ou le renvoi 21 comprend un 15 deuxième moyen de détection 26 de la position du renvoi 21. De préférence encore, le premier moyen de détection 25 et/ou le deuxième moyen de détection 26 comprend un capteur à effet Hall et un aimant. Par exemple, dans le quatrième mode de réalisation, un capteur à effet 20 Hall est disposé sur un moyen coopérant avec l'hélicoïde 35. Ce moyen est par exemple l'axe ou tige dotée d'un pas adapté pour engrener avec l'hélicoïde 35. Un aimant, ou plusieurs aimants, sont alors agencés de manière fixe et permettent au capteur de détecter un changement de position et/ou de détecter la position du renvoi 21. Alternativement, un 25 aimant ou plusieurs aimants sont disposés sur le moyen coopérant avec l'hélicoïde 35, le capteur étant agencé de manière fixe. Le capteur détecte alors un changement de position et/ou la position du renvoi 21. En cas d'utilisation d'un actionneur rotatif, la tige ou axe est de préférence fixé au renvoi 21 et reçoit au moins un aimant, par exemple fixé dessus, de 30 préférence au début de l'axe, et un capteur est par exemple fixé sur le carter et apte à voir les mouvements de l'aimant. 9 Par exemple, le système 10 comprend un premier moyen anti-rotation 34 du renvoi 21 intégré au moteur électrique 30 comme illustré sur la figure 2. Alternativement ou en complément, comme illustré sur la figure 1, le système 10 comprend un deuxième moyen anti-rotation 24 du renvoi 21 5 au niveau de l'accouplement entre le moteur électrique 30 et le renvoi 21, par exemple un deuxième moyen anti-rotation 24. Aussi bien le premier que le deuxième moyen anti-rotation peuvent comprendre un méplat et/ou un trou oblong. Par exemple le premier moyen anti-rotation 34 peut être agencé de sorte à coopérer avec le deuxième moyen anti-rotation 24. 10 A noter que le moteur électrique 30, ou actionneur, peut être de type courant continue, ou moteur pas à pas, ou autre. La recopie, autrement dit la détection d'un changement de came, voire la détermination de la position du renvoi 21 et par conséquent la détermination de la came 15 engagée / utilisée, peut être agencée sur le moteur électrique 30 ou sur le renvoi 21. Un tel système 10 permet alors de connaître ou diagnostiquer directement la position du renvoi 21 et par conséquent d'en déduire quelle est la came 20 engagée. A noter que dans ces modes de réalisation, le moteur électrique 30 est de préférence continuellement accouplé au renvoi 21 correspondant. Tout désengagement entre le moteur électrique 30 et le renvoi 21, même 25 involontaire, est alors évité. Le système 10 de levée variable d'au moins une soupape est donc particulièrement fiable. En outre, ces modes de réalisation permettent de simplifier et de rendre plus compact un système de levée variable d'au moins une soupape ainsi 30 qu'un moteur à combustion interne équipé d'un tel système. Ceci en particulier du fait que le dispositif de commande 20, notamment le moteur électrique 30, soit agencé au niveau d'une extrémité de l'arbre à cames. 10 Ces modes de réalisation permettent donc d'agencer le système de levée de soupape variable différemment au niveau du moteur. Ainsi ces modes de réalisation permettent de s'adapter aux différents composants déjà présents au niveau du moteur, tels que par exemple les composants 5 moteurs et/ou les composants de la structure du véhicule et/ou les composants du sous capot, ou encore du sous capot. Enfin, le nombre de composants du système 10 est réduit, et/ou le nombre d'interfaces au sein du système 10 est réduit, ce qui le rend 10 particulièrement économique. En remarque, la solution atteint donc l'objet recherché de diminuer l'encombrement du système 10 de levée variable de soupape d'un moteur à combustion interne 2 et présente les avantages suivants : 15 - L'information fournie par le capteur de position et/ou le capteur de changement de position du renvoi 21 peut être transmise à d'autres composants du moteur à combustion interne 2 ou du véhicule automobile 1 ; - Elle peut être utilisée sur tous types de moteur à combustion interne à 20 allumage commandé ou à cycle Diesel à savoir un moteur à combustion interne de motocyclette, de bateau, d'engin de chantier, d'engin agricole, REVENDICATIONS1 Dispositif de commande (20) d'un renvoi (21) d'axe principal (A) d'un système de levée variable d'au moins une soupape d'un moteur à combustion interne (2), notamment un renvoi (21) de type arbre ou tringlerie, caractérisé en ce que le dispositif de commande (20) comprend un moteur électrique (30) agencé à une extrémité d'un arbre à cames et destiné à entraîner un tel renvoi (21) en translation parallèle ou sensiblement parallèle à un tel axe principal (A) dans un premier sens (Si), respectivement dans un deuxième sens (S2), le premier sens (Si) étant opposé au deuxième sens (S2). 2. Système (10) de levée variable d'au moins une soupape d'un moteur à combustion interne (2) comprenant un dispositif de commande (20) selon la revendication 1 et un renvoi (21) d'axe principal (A), caractérisé en ce que le moteur électrique (30) est de type linéaire d'axe secondaire (A2) confondu ou sensiblement confondu avec l'axe principal (A) 3. Système (10) de levée variable d'au moins une soupape d'un moteur à combustion interne (2) comprenant un dispositif de commande (20) selon la revendication 1 et un renvoi (21) d'axe principal (A), caractérisé en ce que le moteur électrique (30) est rotatif et comprend un arbre de sortie (31) d'axe (AS) perpendiculaire ou sensiblement perpendiculaire à l'axe principal (A), l'arbre de sortie (31) comprenant un pignon (32) et en ce que le renvoi (21) comprend une crémaillère (22) s'étendant selon une direction parallèle ou sensiblement parallèle à l'axe principal (A), la crémaillère (22) étant agencée de sorte à coopérer avec le pignon (32) de l'arbre de sortie (31). 4. Système (10) de levée variable d'au moins une soupape d'un moteur à combustion interne (2) comprenant un dispositif de commande (20) 12 selon la revendication 1 et un renvoi (21) d'axe principal (A), caractérisé en ce que le moteur électrique (30) est rotatif et comprend un arbre de sortie de type vis sans fin (31A), respectivement un arbre de sortie de type écrou (31 B), d'axe confondu ou sensiblement confondu avec l'axe 5 principal (A) et en ce que le renvoi (21) comprend un écrou (21A), respectivement une vis sans fin (21B), agencé(e) de sorte à coopérer avec l'arbre de sortie. 5. Système (10) de levée variable d'au moins une soupape d'un moteur à 10 combustion interne (2) comprenant un dispositif de commande (20) selon la revendication 1 et un renvoi (21) d'axe principal (A), caractérisé en ce que le moteur électrique (30) est rotatif et comprend un arbre de sortie (31') parallèle ou sensiblement parallèle à l'axe principal (A) ou perpendiculaire ou sensiblement perpendiculaire à l'axe principal (A), 15 l'arbre de sortie (31') comprenant un pignon de sortie (32'), la rotation du pignon de sortie (32') engendrant la translation du renvoi (21), notamment par l'intermédiaire d'un hélicoïde (35) coopérant d'une part avec le renvoi (21) et d'autre part avec une roue dentée (33) agencée de manière à être entraînée par le pignon de sortie (32'). 20 6. Système (10) selon l'une des revendications 2 à 5, caractérisé en ce que le système (10) et/ou le moteur électrique (30) et/ou le renvoi (21) comprend un premier moyen de détection (25) d'un changement de position du renvoi (21) et/ou un deuxième moyen de détection (26) de 25 la position du renvoi (21). 7. Système (10) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le premier moyen de détection (25) et/ou le deuxième moyen de détection (26) comprend un capteur à effet Hall et un aimant. 30 8. Système (10) selon l'une des revendications 2 à 7, caractérisé en ce que le système (10) comprend un premier moyen anti-rotation (34) du 13 renvoi (21) intégré au moteur électrique (30) ou un deuxième moyen anti-rotation (24) du renvoi (21) au niveau de l'accouplement entre le moteur électrique (30) et le renvoi (21), notamment un deuxième moyen anti-rotation (24) comprenant un méplat ou un trou oblong. 5 9. Moteur à combustion interne (2), caractérisé en ce qu'il comprend un système (10) selon l'une des revendications 2 à 8 et/ou un dispositif de commande (20) selon la revendication 1. 10 10. Véhicule, notamment véhicule automobile (1), caractérisé en ce qu'il comprend un moteur à combustion interne (2) selon la revendication précédente et/ou un système (10) selon l'une des revendications 2 à 8 et/ou un dispositif de commande (20) selon la revendication 1.