INPI-France/Brevets-Francais-2024-Chunked huggingface dataset:
Comme il s’écoule nécessairement une durée non nulle, généralement comprise entre 30 et 70 millisecondes, par exemple de l’ordre de 50 millisecondes, entre l’instant où la position du système de calage variable 50 des soupapes d’admission est mesurée et l’instant où le calculateur actionne les injecteurs de carburant et commence à les ouvrir afin d’injecter le débit de carburant, après avoir calculé le débit d’air puis ledit débit de carburant à injecter en boucle ouverte, on comprend que le débit de carburant réellement injecté risque de ne plus correspondre au débit qu’il faudrait injecter, car le débit d’air réel ne correspond déjà plus au débit d’air correspondant à la position mesurée du système de calage variable.
Pour améliorer la précision de calcul du débit d’air et du débit de carburant à injecter lors des phases transitoires, le calculateur 70 n’utilise pas, selon l’invention, la position du système de calage variable 50 des soupapes d’admission 51 mesurée par le capteur 54, mais il procède lors de l’étape 64 suivante au calcul prédictif de la position qu’aura le système de calage variable 50 des soupapes d’admission 51 à l’instant du début d’ouverture des injecteurs de carburant par le calculateur du moteur. Eventuellement, cette étape peut aussi comprendre un calcul prédictif de la position qu’aura un système de calage variable 52 des soupapes d’échappement 53 lors de l’ordre d’ouverture des injecteurs.
A ce stade, le calculateur 70 utilise des cartographies constitutives d’un modèle 63 de réponse à une consigne de position du système de calage variable 50 des soupapes d’admission 51 (respectivement du système de calage variable 52 des soupapes d’échappement), préprogrammées et contenues dans sa mémoire, qui lui permettent d’estimer des trajectoires des positions du système de calage variable 50.
Les estimations des trajectoires des positions du système de calage variable 50 des soupapes d’admission 51 (et éventuellement en outre du système de calage variable 52 des soupapes d’échappement 53) se font à un horizon temporel qui correspond à la durée entre l’instant où la position du système de calage variable 50 des soupapes d’admission est mesurée et l’instant où le débit de carburant commence à être injecté (c’est-à-dire : l’instant de début d’ouverture des injecteurs de carburant).
Le modèle de réponse à une consigne de système de calage variable 50 des soupapes d’admission 51 (et éventuellement du système de calage variable 52 des soupapes d’échappement) peut être caractérisé par deux paramètres, à savoir un temps mort et une vitesse maximale de déplacement dudit système de calage.
Le temps mort rend compte du laps de temps pendant lequel un système de calage variable 50,52 reste en position, et donc les instants d’ouverture et de fermeture des soupapes ne sont pas encore modifiés, après l’établissement d’une nouvelle consigne de position de cette soupape par le calculateur 70.
La vitesse maximale de déplacement correspond à la variation de position angulaire maximale que peut suivre un système de calage variable des soupapes.
La illustre la trajectoire réelle 82 d’un système de calage variable de soupapes, notamment de soupapes d’admission, soumis à une consigne de position 80, et une trajectoire anticipée 81 utilisée pour estimer la quantité d’air admise dans la chambre de combustion et la quantité de carburant au moment de l’ouverture des injecteurs de carburant.
La illustre un schéma de construction d’une trajectoire anticipée d’une position d’un système de calage variable de soupapes.
Elle permet en outre une durabilité augmentée des première et deuxième pièces 1 et 6 impliquées dans le frottement grâce à la protection par tribofilm qui conduit à une diminution de l’usure.
Dans un régime hydrodynamique (non représenté), dans lequel l’alésage de cylindre et le piston ne se touchent pas, c’est l’huile qui exerce le frottement en fonction de son épaisseur.
Dans le cas des frottements en régime hydrodynamique, les deux solides du système ne sont pas en contact car l’épaisseur de l’huile est importante, par exemple en milieu de course dans le cylindre où la vitesse du piston est très élevée. Les frottements sont alors dus au cisaillement de l’huile. Plus l’épaisseur de film d’huile est grande, plus les forces nécessaires sont importantes, et par conséquent plus le coefficient de frottement est important.
En régime hydrodynamique, il n’y a pas de formation de tribofilm car les solides ne sont pas en contact. La texture initiale formée par les protubérances 5 ne sera donc pas modifiée. La présence des protubérances 5 du matériau composite permet des réductions locales des forces de cisaillement.
En régime de lubrification où les première et deuxième pièces 1 et 6 se touchent, les protubérances 6 du matériau composite texturé permettent donc la formation d’un tribofilm et ainsi une réduction des frottements.
En régime de lubrification où les première et deuxième pièces 1 et 6 ne se touchent pas, les protubérances 6 du matériau composite texturé permettent une réduction des forces de cisaillement et ainsi également une réduction des frottements.
Outillage des plateaux multipiles pour un flux semi-forcé L’invention concerne la réalisation de pièces en matériau composite comprenant un substrat annulaire poreux densifiées par infiltration chimique en phase gazeuse (CVI), et plus particulièrement la réalisation de pièces munies d’un passage central.
Les conditions d'infiltration chimique en phase vapeur du carbone pyrolytique, ou pyrocarbone, sont connues depuis longtemps de l'homme de l'art. Le précurseur du carbone est un alcane, un alkyle ou un alcène, généralement du propane, du méthane ou un mélange des deux. L'infiltration est réalisée à une température d'environ 1000°C sous une pression par exemple d'environ 1 kPa.
Lorsque l'on souhaite densifier un nombre important de piles de substrats, on utilise généralement une installation de grande taille. Un exemple connu de chargement de disques pouvant être utilisé dans une enceinte réactionnelle appelée communément « four de densification » est illustré sur la .
L'enceinte 1 est cylindrique autour d'un axe X. Le chargement comprend une pluralité de piles de substrats annulaires poreux 2 portées par un même plateau support inférieur 3. Chaque pile s’étend sous forme d’une colonne et est formée de plusieurs sections 4 de piles superposées et séparées par des plateaux supports intermédiaires 5 communs à toutes les piles. Les plateaux 3 et 5 comprennent des ouvertures alignées avec des passages centraux des substrats 2 afin de faire circuler dans chaque pile une phase gazeuse réactive qui traversera ensuite les substrats 2 pour les densifier. Un couvercle suscepteur forme un plateau supérieur 6 qui surmonte le chargement et ferme le volume interne de chaque pile (R1). Les plateaux supports intermédiaires 5 sont maintenus à l'aide de chandelles verticales 7.
L’organisation d’un atelier de traitement à hautes températures associant des moyens industriels de CVI, mais également de carbonisation ou de traitement thermique de préformes annulaires et de traitement thermiques sur ébauches partiellement ou totalement densifiées est faite autour de plateaux composés d’une à plusieurs piles, typiquement de 8 à 19 piles, suivant la taille des pièces et la taille des fours. Ces plateaux sont déplacés par des ponts roulants avec des élingues. Ils sont également stockés dans des racks ou dans des transstockeurs, qui sont amenés aux différents postes de travail (chargement des fours, contrôle densité, etc.).
Le compresseur est associé à un circuit de contournement équipé d’une vanne de décharge à l’admission 56 qui s’ouvre en cas de fermeture brutale du boîtier papillon 30, pour éviter que l’air comprimé, se trouvant entre le compresseur 18a et le boîtier papillon 30, ne traverse le compresseur 18a et ne le dégrade, lorsque par exemple, le conducteur du véhicule lève brutalement le pied de la pédale d’accélération.
- la turbine 18b du turbocompresseur 18 ; et
- un système de dépollution des gaz de combustion du moteur (non représenté), comprenant notamment un catalyseur trois voies.
En ce qui concerne le collecteur d’échappement 16, celui-ci récupère les gaz d’échappement issus de la combustion et évacue ces derniers vers l’extérieur, par l’intermédiaire d’un conduit d’échappement des gaz 34 débouchant à l’entrée de la turbine 18b du turbocompresseur 18 et par une ligne d’échappement 36 montée en aval de la turbine 18b.
Le moteur 10 peut ne pas être doté de circuit EGR, sans pour autant sortir du cadre de l’invention.
Ce circuit 38 est ici de manière non limitative un circuit de recirculation des gaz d’échappement à basse pression. Il est raccordé à la ligne d’échappement 36, en aval de ladite turbine 18b, et notamment en aval du système de dépollution des gaz et renvoie les gaz d’échappement vers la conduite 20 d’alimentation en air frais, en amont du compresseur 18a du turbocompresseur 18, notamment en aval du débitmètre 26. Le débitmètre 26 ne mesure que le débit d’air frais seul.
Tel qu’illustré, ce circuit 38 de recirculation comprend, dans le sens de circulation des gaz recyclés, un refroidisseur 38a, un filtre 38b, et une vanne 38c configurée pour réguler le débit des gaz d’échappement à basse pression. La vanne 38c est disposée en aval du refroidisseur 38a et du filtre 38b et en amont du compresseur 18a.
On va maintenant décrire en référence à la un procédé 60 de contrôle de la richesse en phase transitoire de fonctionnement du moteur 10.
illustre un organigramme du procédé de contrôle de richesse selon un mode de mise en œuvre de l’invention ;
illustre un exemple de consigne de position, de position réelle et de position réelle anticipée d’un système de calage variable des soupapes d’admission du moteur de la selon l’invention ;
illustre un schéma de construction d’une trajectoire anticipée d’une position du système de calage variable des soupapes d’admission selon l’invention ; et
illustre l’application selon l’invention d’un temps mort réduit lors des changements de direction du système de calage variable des soupapes d’admission.
Exposé détaillé d’au moins un mode de réalisation Dans l’exemple illustré dans la , le moteur à combustion interne 10 est du type à allumage commandé (essence) et comprend, de manière non limitative, trois cylindres 12 en ligne, un collecteur d’admission d’air frais 14, un collecteur d’échappement 16, un système de turbo-compression ou turbocompresseur 18, un système de calage variable 50 des soupapes d’admission 51 du moteur et éventuellement en outre un système de calage variable 52 des soupapes d’échappement 53 du moteur. Le système de calage variable 50 des soupapes d’admission est équipé d’un capteur 54 qui permet de connaître à chaque instant sa position angulaire, qui correspond à des instants déterminés d’ouverture et de fermeture des soupapes d’admission 51 dans le cycle de combustion du moteur (ces instants étant généralement mesurés en degrés de vilebrequin par rapport à une position de point mort haut). Le système de calage variable 52 des soupapes d’échappement, s’il est présent, est aussi équipé d’un capteur 55 qui permet de connaître à chaque instant sa position angulaire, qui correspond aussi à des instants déterminés d’ouverture et de fermeture des soupapes d’échappement 53 dans le cycle de combustion du moteur.
Les cylindres 12 sont alimentés en air par l’intermédiaire du collecteur d’admission 14, ou répartiteur, lui-même alimenté par une conduite 20 pourvue d’un filtre à air 22 et d’un compresseur 18a du turbocompresseur 18 du moteur 10.
Le turbocompresseur 18 comporte essentiellement une turbine 18b entraînée par les gaz d’échappement et le compresseur 18a monté sur le même arbre que la turbine 18b et assurant une compression de l’air distribué par le filtre à air 22 ou boîte à air, dans le but d’augmenter la quantité (débit massique) d’air admise dans les cylindres 12 du moteur 10 pour un débit volumique identique.
- le filtre à air 22;
- le compresseur 18a du turbocompresseur 18 ;
- un échangeur thermique 32 configuré pour refroidir les gaz d’admission correspondant à un mélange d’air frais et de gaz recirculés après leur compression dans le compresseur 18a ;
-des capteurs de pression et température 33 pour mesurer la pression et la température dans le collecteur d’admission 14 ; et
Au vu de ce qui précède, le but de l’invention est d’améliorer le contrôle de la richesse du mélange carburé dans les phases transitoires de fonctionnement du moteur durant lesquelles la position d’un système de calage variable de soupapes, et plus particulièrement d’un système de calage variable des soupapes d’admission, évolue entre le début et la fin des phases transitoires.
L’invention a pour objet un procédé de contrôle de la richesse d’un mélange carburé pour moteur à combustion interne de véhicule automobile équipé d’un système de calage variable des soupapes d’admission du moteur.
détection d’un changement du point de fonctionnement du moteur ; calcul d’au moins une consigne de position dudit système de calage variable (50), correspondant à la nouvelle consigne de point de fonctionnement ; mesure d’une position courante dudit système de calage variable ; calcul prédictif d’une position dudit système de calage variable (50) ; estimation du débit d’air à partir dudit calcul prédictif ; calcul à partir de l’estimation du débit d’air, de la quantité de carburant à injecter pour un fonctionnement du moteur à richesse 1, et ouverture d’injecteurs de carburant du moteur pour l’injection de ladite quantité de carburant
caractérisé en ce que le calcul prédictif de la position du système de calage variable correspond à la position dudit système à l’instant de début d’ouverture des injecteurs de carburant.
Le procédé de contrôle de la richesse est configuré pour améliorer la précision de calcul de la quantité de carburant à injecter lors des phases transitoires de fonctionnement du moteur.
Avantageusement, le calcul prédictif de la position du système de calage variable des soupapes d’admission au moment du début de l’ouverture des injecteurs de carburant, fait appel à un modèle de réponse à une consigne des soupapes.
Par exemple, le modèle de réponse du système de calage variable des soupapes est caractérisé par un paramètre de temps mort et une vitesse maximale de déplacement du système.
Avantageusement, le modèle de réponse du système de calage variable des soupapes prend en compte une anticipation pour obtenir une position réelle anticipée par rapport à la position mesurée.
Par exemple, l’anticipation est comprise entre 30 ms et 70 ms, et est de préférence égale à 50ms.
Selon une autre caractéristique, le moteur comprend au moins un circuit de recirculation partielle des gaz d’échappement à l’admission.
Avantageusement, l’estimation du débit d’air frais anticipe la variation de débit d’EGR, en calculant la position de la vanne EGR à partir de la consigne de débit d’EGR et du temps de réponse afin d’obtenir un débit d’EGR anticipé par rapport au débit d’EGR calculé à partir de la mesure de position de la vanne EGR.
Selon un autre aspect, l’invention a pour objet un système de contrôle de la richesse d’un mélange carburé pour un moteur à combustion interne de véhicule automobile équipé d’un système de calage variable des soupapes du moteur, notamment un système de calage variable à l’admission des soupapes d’admission.
Le système de contrôle de la richesse comprend des moyens de détection d’un changement du point de fonctionnement du moteur, des moyens de calcul d’au moins une consigne de position du système de calage variable soupapes, des moyens de calcul prédictif d’une position du système de calage variable des soupapes, des moyens d’estimation du débit d’air et des moyens de calcul de la quantité de carburant à injecter pour un fonctionnement du moteur à richesse 1.
illustre, de manière très schématique, un exemple de structure d’un moteur à combustion interne d’un véhicule automobile équipé d’un système de contrôle de richesse selon l’invention ;
Pour former des platines 4c montées mobiles en flexion dans un porte-miroir 4 sous la forme d’une plaque, il est avantageux d’utiliser des premières fentes 4f. Dans un mode de réalisation particulier illustré aux figures 2 à 8, le porte-miroir 4 possède des platines 4c possédant chacun un point de support 4a. Les platines 4c sont terminées par la liaison en flexion 4d qui fixe la platine 4c au reste du porte-miroir 4. Les formes des platines 4c et des liaisons en flexion 4d sont définies par des premières fentes 4f qui traversent le porte-miroir 4 selon la direction AA. La forme et la position des premières fentes 4f permettent de définir la déformation autorisée pour chaque liaison en flexion 4d et donc le déplacement possible pour chaque point de support 4a selon la première direction AA.
Dans le mode de réalisation illustré, les premières fentes 4f qui définissent les platines 4c et les liaisons en flexion 4d pour les points de support 4a se présentent sous la forme d’une découpe qui fait le tour de chaque point de support 4a à l’exception de la ou des liaisons en flexion 4d pour maintenir une liaison mécanique.
Comme illustré aux figures 4, 8, 13, 14 et 15, il est particulièrement avantageux de définir des premières fentes 4f qui séparent chaque point de support 4a des autres points de support 4a, l’observation étant réalisée en traçant une ligne droite entre chaque couple de deux points de support 4a mobiles indépendamment l’un de l’autre. Il est également avantageux de définir des premières fentes 4f de telle sorte qu’elles séparent chaque point de support 4a et le centre O du porte miroir 4 comme cela est illustré à la , l’observation étant réalisée en traçant une ligne droite entre chaque point de support 4a et le centre O. Il est également avantageux de définir des premières fentes 4f qui séparent chaque point de support 4a et ses deux points de fixation 4b les plus proches lorsque l’on trace une ligne droite imaginaire entre le point de support 4a et le point de fixation 4b considéré.
A la différence du porte-miroir rigide de l’art antérieur il est proposé également différentes configurations de porte-miroir déformables, qui permettent à la fois d’obtenir des points de support miroirs mobiles entre dans la direction AA, et aussi dans les directions BB et CC, pour permettent au support miroir de se dilater dans les directions BB et CC sans déformer le miroir lors de variations de température.
Pour former un porte-miroir 4 déformable, il est avantageux d’utiliser un porte miroir 4 qui se présente sous la forme d’une plaque. La dimension de la plaque est beaucoup plus importante selon les axes de rotation BB et CC que selon la direction AA, par exemple au moins cinq fois plus importante, voire au moins dix fois plus importante. De manière préférentielle, le porte-miroir 4 est réalisé par une plaque de métal de faible épaisseur, de préférence inférieure à 3mm, préférentiellement inférieure à 2mm et encore plus préférentiellement inférieure à 1mm. La faible épaisseur de la plaque permet de réduire la masse du porte-miroir 4. En réduisant la masse du porte-miroir 4, une force réduite appliquée par l’actionneur piézoélectrique 2 permet de faire tourner le porte-miroir 4.
Afin de réduire plus efficacement les déformations induites dans le miroir 5, il est avantageux de réduire autant que possible l’introduction d’un jeu de contraintes à cause de la dilatation différentielle entre le miroir 5 et le porte-miroir 4. Il est avantageux qu’au moins un point de support 4a soit mobile par rapport aux autres points de support 4a selon une direction perpendiculaire à la première direction AA. Préférentiellement au moins deux voire tous les points de support 4a sont mobiles indépendamment les uns des autres selon au moins une direction perpendiculaire à la première direction AA.
Dans un mode de réalisation particulier illustré dans la , les platines 4c recevant les points de support 4a sont montées mobiles selon la première direction AA au moyen des premières fentes 4f. il est avantageux que les premières fentes 4f permettent d’avoir un déplacement des points de support 4a selon les directions BB et CC. Dans le mode de réalisation illustré à la , les points de support 4a étant prévus pour fournir des surfaces de collage pour coller un miroir 5, illustré en .
Il est également avantageux que la mobilité du point de support 4a selon la au moins une direction perpendiculaire à la première direction AA soit obtenue par déformation élastique du porte-miroir 4 pour que le porte-miroir 4 s’adapte continument et automatiquement à la position du point de support 5a en fonction de l’évolution de la température. Une telle configuration de porte-miroir 4 permet de mieux s’adapter aux problématiques d’hyperstatisme et/ou de dilatation différentielle.
Il est avantageux que les points de support 4a soient disposés à équidistance d’un centre O du porte-miroir 4. Plus préférentiellement les points de support 4a sont régulièrement réparties le long d’un cercle imaginaire qui passe par tous les points de support 4a et de centre O pour mieux compenser les dilatations différentielles. Il existe un décalage égal à 90° lorsque quatre points de support 4a sont utilisés ou égal à 120° pour trois points de support 4a. Cette configuration est illustrée aux figures 2 à 16.
Dans une telle configuration, afin de mieux maitriser la position du miroir 5 par rapport au porte-miroir 4 et les contraintes induites lors des évolutions de température, il est préférable que la platine 4c se déplace aussi selon une composante radiale. La liaison en flexion 4d et/ou la platine 4c autorisent un déplacement du point de support 4a selon une composante radiale. Par exemple, suivant la , la liaison en flexion 4d s’étend sous la forme d’un arc de cercle autour du centre O. En alternative ou en complément, la platine 4c comporte des découpes en arc de cercle autour du centre O. Lorsque la température évolue, la dilatation différentielle applique des contraintes sur les découpes qui se déforment. Avec de telles découpes les points de support 4a et les points de support 5a se déplacent légèrement dans une direction radiale, perpendiculairement à la direction AA et qui passe par le centre O. Cela permet de mieux conserver la planéité du miroir 5 et de réduire les erreurs de front d’onde, sur une plus grande gamme de températures.
Différentes configurations sont possibles pour définir un déplacement d’un point de support 4a selon la composante radiale. La illustre une platine 4c dont la zone de flexion 4d qui fixe la platine 4c au reste du porte-miroir 4 se présente sous la forme d’un arc de cercle de centre O. Préférentiellement, les multiples platines 4c possèdent des arcs de cercle équivalents, c’est-à-dire de même rayon, de même centre et de même arc angulaire. Les figures 13, 14 et 15 présentent d’autres configurations de porte-miroir 4 où la conformation de la platine 4c associée à la conformation de la zone de flexion 4d facilite l’obtention d’un déplacement radial du point de support 4a lorsqu’il est fixé au miroir 5. Par exemple, la liaison en flexion 4d illustrée à la peut être modifiée pour former une liaison en flexion 4d en arc de cercle comme cela est illustré à la .
Les figures 9 à 11 présentent une autre réalisation avec une platine 4c montée sur un bras 4g s’étendant en spirale depuis le centre O et dont la liaison en flexion 4d permet également une torsion dans un plan perpendiculaire à la première direction AA pour permettre au point de support 4a de se déplacer radialement en relation avec la déformation du bras 4e en spirale qui support la platine 4c. Le bras 4g s’étend principalement dans un plan perpendiculairement à la première direction AA, de préférence selon au moins une direction.
De manière préférentielle, au moins une première liaison en flexion 4d est formée par une pluralité de premières fentes 4f qui définissent des arcs de cercle autour du centre O du porte-miroir 4. De telles premières fentes 4f permettent de former une liaison en flexion 4d avec une composante radiale comme définie plus haut.