EP1450013A2 - Electromagnetic valve actuator for internal combustion engine and engine comprising such an actuator - Google Patents

Electromagnetic valve actuator for internal combustion engine and engine comprising such an actuator Download PDF

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EP1450013A2
EP1450013A2 EP04300086A EP04300086A EP1450013A2 EP 1450013 A2 EP1450013 A2 EP 1450013A2 EP 04300086 A EP04300086 A EP 04300086A EP 04300086 A EP04300086 A EP 04300086A EP 1450013 A2 EP1450013 A2 EP 1450013A2
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electromagnet
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valve
action
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Emmanuel Sedda
Christophe Fageon
Stéphane Guerin
Jean-Paul Yonnet
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Peugeot Citroen Automobiles SA
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    • F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L9/00—Valve-gear or valve arrangements actuated non-mechanically
    • F01L9/20—Valve-gear or valve arrangements actuated non-mechanically by electric means
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    • F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L9/00—Valve-gear or valve arrangements actuated non-mechanically
    • F01L9/40—Methods of operation thereof; Control of valve actuation, e.g. duration or lift
    • F01L2009/4086—Soft landing, e.g. applying braking current; Levitation of armature close to core surface

Abstract

The actuator (301) has a polarized electromagnet (300) and a mobile magnet plate (302) subjected to a mechanical action. A control unit controls a magnetic field generated by the polarized electromagnet so that, when the plate approaches the electromagnet, the magnetic field exerts a magnetic action on the plate to compensate the mechanical action so as to maintain the plate at a distance from the electromagnet. An independent claim is also included for an internal combustion engine equipped with an electromagnetic actuator for the valve.

Description

La présente invention se rapporte à un actionneur électromécanique de soupape pour moteur à combustion interne et à un moteur à combustion interne muni d'un tel actionneur.The present invention relates to an actuator electromechanical valve for internal combustion engine and to an internal combustion engine fitted with such an actuator.

Un actionneur 100 électromécanique (figure 1) de soupape 110 comporte des moyens mécaniques, tels que des ressorts 102 et 104, et des moyens électromagnétiques, tels que des électroaimants 106 et 108, pour commander la position de la soupape 110 au moyen de signaux électriques.An electromechanical actuator 100 (FIG. 1) of valve 110 includes mechanical means, such as springs 102 and 104, and electromagnetic means, such as electromagnets 106 and 108, to control the position of the valve 110 by means of electrical signals.

A cet effet la queue de la soupape 110 est appliquée contre la tige 112 d'un plateau magnétique 114 situé entre les deux électroaimants 106 et 108.For this purpose the tail of the valve 110 is applied against the rod 112 of a magnetic plate 114 located between the two electromagnets 106 and 108.

Lorsqu'un courant circule dans la bobine 109 de l'électroaimant 108, ce dernier est activé et attire le plateau magnétique 114 qui vient à son contact en position dite « haute ».When a current flows in the coil 109 of electromagnet 108, the latter is activated and attracts the plate magnetic 114 which comes into contact with it in the so-called position "High".

Le déplacement simultané de la tige 112 permet au ressort 102 de placer la soupape 110 en position fermée, la tête de la soupape 110 venant contre son siège 111 et empêchant les échanges de gaz entre l'intérieur et l'extérieur du cylindre 117. The simultaneous displacement of the rod 112 allows the spring 102 to place the valve 110 in the closed position, the head of the valve 110 coming against its seat 111 and preventing the gas exchanges between the inside and outside of the cylinder 117.

De façon analogue (non représentée), lorsqu'un courant circule dans la bobine 107 de l'électroaimant 106, (l'électroaimant 108 étant désactivé), ce dernier est activé et attire le plateau 114 qui vient à son contact et déplace la tige 112 en comprimant le ressort 102, à l'aide du ressort 104, de telle sorte que cette tige 112 agit sur la soupape 110 et place cette dernière en position ouverte, la tête de la soupape étant éloignée de son siège 111 pour permettre, par exemple, une admission ou une injection de gaz dans le cylindre 117. La soupape est alors en position dite basse.Similarly (not shown), when a current flows in the coil 107 of the electromagnet 106, (the electromagnet 108 being deactivated), the latter is activated and attracts the plate 114 which comes into contact with it and moves the rod 112 by compressing the spring 102, using the spring 104, to such that this rod 112 acts on the valve 110 and places the latter in the open position, the valve head being distant from its seat 111 to allow, for example, a admission or injection of gas into cylinder 117. The valve is then in the so-called low position.

Ainsi, la soupape 110 et le plateau 114 alternent des positions fixes, dites commutées, avec des déplacements transitoires entre ces deux positions.Thus, the valve 110 and the plate 114 alternate fixed positions, called switched positions, with displacements transients between these two positions.

Par ailleurs, l'actionneur 100 peut être muni d'aimants 118 (électroaimant 108) et 116 (électroaimant 106) destinés à réduire l'énergie nécessaire au maintien du plateau 114 dans une position commutée, c'est-à-dire en contact contre un des électroaimants. De tels électroaimants sont dénommés par la suite électroaimants à aimant ou électroaimants polarisés.Furthermore, the actuator 100 can be provided of magnets 118 (electromagnet 108) and 116 (electromagnet 106) intended to reduce the energy required to maintain the platform 114 in a switched position, that is to say in contact against one of the electromagnets. Such electromagnets are called the following electromagnets with magnet or electromagnets polarized.

Les actionneurs connus présentent l'inconvénient de nécessiter une énergie importante pour maintenir la soupape dans une position commutée alors même que ce maintien ne fournit aucune énergie de propulsion au véhicule.Known actuators have the disadvantage of require significant energy to keep the valve in a switched position even when this maintenance does not provide no propulsion energy to the vehicle.

En outre, ils génèrent un bruit de fonctionnement important dû au contact du plateau contre l'électroaimant.In addition, they generate operating noise important due to the contact of the plate against the electromagnet.

La présente invention remédie à au moins un de ces inconvénients. Elle résulte de la constatation que l'action exercée sur un plateau par un électroaimant peut être contrôlée de façon plus précise, et avec une portée supérieure, lorsque cet électroaimant est polarisé, comme expliqué ci-dessous à l'aide de la figure 2The present invention remedies at least one of these disadvantages. It results from the observation that the action exercised on a plate by an electromagnet can be controlled more precisely, and with greater range, when this electromagnet is polarized, as explained below in using figure 2

Sur cette figure 2 sont représentées les forces F (axe des ordonnées 200, en Newton) exercées sur un plateau magnétique par un électroaimant polarisé (courbe 2021) et par un électroaimant non polarisé (courbe 206), alimentés par un même courant, en fonction de l'entrefer e (axe des abscisses 208, en mm) séparant l'électroaimant du plateau.In this figure 2 are shown the forces F (ordinate axis 200, in Newton) exerted on a magnetic plate by a polarized electromagnet (curve 202 1 ) and by a non-polarized electromagnet (curve 206), supplied by the same current, in function of the air gap e (abscissa axis 208, in mm) separating the electromagnet from the plate.

On observe que la force F exercée par l'électroaimant non polarisé (courbe 206), alimenté par un courant i, décroít fortement en fonction de l'entrefer.We observe that the force F exerted by the electromagnet not polarized (curve 206), powered by a current i, decreases strongly depending on the air gap.

De fait, la force exercée par un électroaimant non polarisé est non linéaire, à savoir inversement proportionnelle au carré de l'entrefer et proportionnelle au carré de l'intensité du courant alimentant l'électroaimant.In fact, the force exerted by an electromagnet not polarized is nonlinear, i.e. inversely proportional the square of the air gap and proportional to the square of the intensity of the current supplying the electromagnet.

Inversement, dans le cas d'un électroaimant polarisé alimenté par un courant i identique (courbe 2021) au courant précédemment utilisé, la force exercée par l'actionneur décroít moins rapidement en fonction de l'entrefer e.Conversely, in the case of a polarized electromagnet supplied by a current i identical (curve 202 1 ) to the current previously used, the force exerted by the actuator decreases less rapidly as a function of the air gap e.

Ainsi, la variation de la force exercée par l'électroaimant polarisé est plus linéaire que la variation de la force exercée par l'électroaimant non polarisé, ce qui permet un meilleur contrôle de cette force au cours du déplacement du plateau.So the variation in the force exerted by the polarized electromagnet is more linear than the variation of the force exerted by the non-polarized electromagnet, which allows better control of this force during movement of the tray.

Il convient de souligner que, si le plateau est saturé par le champ magnétique issu de l'électroaimant, la force exercée par ce dernier augmente moins fortement quand l'entrefer diminue, comme représenté par la courbe 2021' de la courbe 2021.It should be emphasized that, if the plate is saturated by the magnetic field coming from the electromagnet, the force exerted by the latter increases less strongly when the air gap decreases, as represented by curve 202 1 ′ of curve 202 1 .

La présente invention résulte aussi de la constatation que la force exercée par un électroaimant polarisé sur un plateau magnétique peut compenser la force mécanique de rappel auquel ce dernier est soumis alors même que ce plateau est distant de l'électroaimant.The present invention also results from the observation that the force exerted by a polarized electromagnet on a magnetic plate can compensate for the mechanical restoring force to which the latter is subject even when this plateau is away from the electromagnet.

A cet effet, on détermine la force exercée par l'électroaimant pour différents courants d'alimentations décroissants (courbes 2022, 2023 et 2024) ainsi que la force mécanique, exercée par des ressorts, subie par le plateau (courbe 210) en fonction de la distance ou entrefer séparant ce dernier de l'électroaimant. To this end, the force exerted by the electromagnet for different decreasing supply currents is determined (curves 202 2 , 202 3 and 202 4 ) as well as the mechanical force, exerted by springs, undergone by the plate (curve 210). depending on the distance or air gap separating the latter from the electromagnet.

Il apparaít que, si l'entrefer a une valeur telle que la queue de soupape est distante de l'extrémité de la tige du plateau magnétique, la force exercée par l'électroaimant polarisé ne doit égaler que l'action mécanique exercée par le ressort de rappel solidaire du plateau, le ressort solidaire de la queue de soupape étant bloqué par la position commutée de cette dernière.It appears that, if the air gap has a value such that the valve stem is distant from the end of the valve stem magnetic plate, the force exerted by the electromagnet polarized should only equal the mechanical action exerted by the return spring secured to the plate, the spring secured to the valve stem being blocked by the switched position of the latter.

Par exemple, en alimentant l'électroaimant selon un courant correspondant à la courbe 2023, la force exercée par cet électroaimant égale la force mécanique pour un entrefer inférieur à la valeur du jeu de distribution.For example, by supplying the electromagnet with a current corresponding to curve 202 3 , the force exerted by this electromagnet equals the mechanical force for an air gap less than the value of the distribution clearance.

Finalement, l'invention résulte de la constatation que le maintien en position commutée d'une soupape requiert une alimentation importante alors même que ce maintien n'est pas nécessaire pour opérer les étapes d'admission et/ou d'échappement des gaz vis-à-vis du cylindre.Finally, the invention results from the observation that the holding in the switched position of a valve requires a important food even when this maintenance is not necessary to operate the admission stages and / or exhaust gases vis-à-vis the cylinder.

C'est pourquoi, la présente invention concerne un actionneur électromécanique de soupape pour moteur à combustion interne muni d'un électroaimant polarisé exerçant une action magnétique sur un plateau magnétique soumis à une action mécanique de rappel, cet action pouvant compenser l'action mécanique et maintenir le plateau dans une position distante de l'électroaimant, caractérisé en ce que l'actionneur comprend des moyens pour que les déplacements du plateau soient uniquement contrôlés par cet électroaimant et l'action mécanique de rappel de telle sorte que le plateau effectue des allers-retours à partir de la position distanteTherefore, the present invention relates to a electromechanical valve actuator for combustion engine internal equipped with a polarized electromagnet exerting an action magnetic on a magnetic plate subjected to an action mechanical return, this action being able to compensate for the action mechanical and keep the plate in a position distant from the electromagnet, characterized in that the actuator comprises means so that the displacements of the plate are only controlled by this electromagnet and the mechanical return action so that the stage goes back and forth to from the remote position

Grâce à l'invention, les contacts entre le plateau et l'électroaimant sont supprimés et le fonctionnement de l'actionneur provoque un bruit fortement réduit.Thanks to the invention, the contacts between the plate and the electromagnet are removed and the operation of the actuator causes a greatly reduced noise.

En outre, en contrôlant le déplacement du plateau à l'aide d'un unique électroaimant, la consommation électrique de l'actionneur est réduite.In addition, by controlling the movement of the platform to using a single electromagnet, the power consumption of the actuator is reduced.

Selon une réalisation, l'actionneur comprend des moyens pour que la position distance du plateau corresponde à une position ouverte de la soupape.According to one embodiment, the actuator comprises means so that the distance position of the plate corresponds to a valve open position.

Dans une réalisation, l'actionneur comprend des moyens pour éloigner le plateau distant de l'électroaimant en annulant ou en inversant le sens du courant alimentant ce dernier.In one embodiment, the actuator comprises means to move the remote plate away from the electromagnet by canceling or by reversing the direction of the current supplying the latter.

Dans une réalisation, le plateau est maintenu à une distance telle que la tige de la soupape soit distante d'une tige du plateau commandant cette soupape.In one embodiment, the plate is maintained at a distance such that the valve stem is one plate stem controlling this valve.

Dans une réalisation telle que l'électroaimant a une forme en E muni d'une branche centrale et de deux branches extrêmes, le plateau est de section inférieure à la section des branches extrêmes et/ou inférieure à la moitié de la section de la branche centrale.In an embodiment such that the electromagnet has a E shape with a central branch and two branches extreme, the plate is of section lower than the section of extreme branches and / or less than half the section of the central branch.

Selon une réalisation, l'électroaimant étant en forme de E, un aimant est fixé, à l'extrémité d'une de ces branches, en vis-à-vis du plateau.According to one embodiment, the electromagnet being shaped of E, a magnet is fixed, at the end of one of these branches, opposite the tray.

Dans une réalisation, l'action mécanique de rappel est générée par au moins un ressort.In one embodiment, the mechanical return action is generated by at least one spring.

L'invention se rapporte aussi à un moteur à combustion interne muni d'un actionneur électromécanique de soupape de moteur à combustion interne comprenant un électroaimant polarisé et un plateau magnétique mobile soumis à une action mécanique de rappel. Conformément à l'invention, l'actionneur est selon l'une des réalisations précédentes.The invention also relates to a combustion engine internal fitted with an electromechanical valve actuator internal combustion engine comprising a polarized electromagnet and a mobile magnetic plate subjected to a mechanical action of reminder. According to the invention, the actuator is according to one previous achievements.

D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaítront avec la description de modes de réalisation de l'invention effectuée ci-dessous, à titre d'exemple non limitatif, en se référant aux figures ci-jointes sur lesquelles :

  • La figure 1 déjà décrite, représente un actionneur connu,
  • La figure 2 est un diagramme des actions exercées sur un plateau magnétique par différents actionneurs,
  • La figure 3 représente un actionneur pouvant être commandé conformément à l'invention,
  • Les figures 4a à 4d sont des diagrammes relatifs à différents fonctionnements de l'actionneur représenté sur la figure 3, et
  • Les figures 5a et 5b représentent deux positions d'un actionneur selon l'invention.
Other characteristics and advantages of the invention will appear with the description of embodiments of the invention carried out below, by way of nonlimiting example, with reference to the attached figures in which:
  • FIG. 1, already described, represents a known actuator,
  • FIG. 2 is a diagram of the actions exerted on a magnetic plate by different actuators,
  • FIG. 3 represents an actuator which can be controlled in accordance with the invention,
  • FIGS. 4a to 4d are diagrams relating to different operations of the actuator shown in FIG. 3, and
  • Figures 5a and 5b show two positions of an actuator according to the invention.

Dans la réalisation de l'invention montrée sur la figure 3, un actionneur 301 comprend un électroaimant 300, en forme de E, et un plateau magnétique 302 mobile au voisinage de l'électroaimant 300.In carrying out the invention shown in the FIG. 3, an actuator 301 comprises an electromagnet 300, in shape of E, and a magnetic plate 302 movable in the vicinity of the electromagnet 300.

Un circuit magnétique est formé, d'une part, par la branche centrale 304, de section Sc, et les branches d'extrémité 306, de section Sc/2, de l'électroaimant 300 et, d'autre part, par le plateau 302, de section Sp.A magnetic circuit is formed, on the one hand, by the central branch 304, of section S c , and the end branches 306, of section S c / 2 , of the electromagnet 300 and, on the other hand, by tray 302, section S p .

Toutefois, pour augmenter l'effort exercé par l'électroaimant polarisé sur le plateau, on peut concentrer le flux magnétique qu'il génère en réduisant la section de ses branches extrêmes 306 de telle sorte que la section Sc centrale de l'électroaimant soit supérieure au double de la section Sc des extrémités.However, to increase the force exerted by the polarized electromagnet on the plate, the magnetic flux that it generates can be concentrated by reducing the section of its end branches 306 so that the central section S c of the electromagnet is greater than twice the cross-section S c of the ends.

Une telle concentration de flux permet d'obtenir des inductions importantes dans l'entrefer avec l'utilisation d'aimants à champ rémanent faible, tels que des aimants formés de ferrite ou de matériaux composites.Such a flux concentration makes it possible to obtain important inductions in the air gap with use magnets with weak remanent fields, such as magnets formed of ferrite or composite materials.

Par ailleurs, la section Sp du plateau est égale à la section Sc/2 du circuit magnétique de façon à réduire la masse du plateau.Furthermore, the section Sp of the plate is equal to the section S c / 2 of the magnetic circuit so as to reduce the mass of the plate.

Ainsi, des ressorts (non représentés) de faible raideur peuvent être utilisés pour contrôler un plateau de masse limitée. Dès lors, on diminue la consommation électrique requise pour déplacer le plateau.Thus, springs (not shown) of low stiffness can be used to control a mass plateau limited. Consequently, the required electrical consumption is reduced to move the tray.

De façon corollaire, le contrôle exercé sur le plateau par l'électroaimant au moyen du champ généré est augmenté puisque l'action mécanique opposée à cette action magnétique diminue en intensité.As a corollary, the control exerted on the plateau by the electromagnet by means of the generated field is increased since the mechanical action opposite to this magnetic action decreases in intensity.

Une telle amélioration du contrôle du plateau permet, par exemple, de contrôler la vitesse d'approche du plateau vis-à-vis de l'électroaimant ou de modifier les temps de commutations du plateau.Such an improvement in the control of the plate allows, for example, to control the approach speed of the platform opposite of the electromagnet or to modify the times of plate switching.

Finalement, l'encombrement de l'électroaimant n'est plus imposé en hauteur par la section de l'aimant.Finally, the size of the electromagnet is not more imposed in height by the section of the magnet.

Différentes mesures relatives au fonctionnement d'un actionneur muni de deux électroaimants tels que l'électroaimant 300 et d'un plateau magnétique, tel que le plateau 302, sont représentées aux figures 4a, 4b, 4c et 4d selon que ce mode de fonctionnement est conforme à l'invention (figures 4b et 4d) ou non (figures 4a et 4c).Different measures relating to the operation of a actuator with two electromagnets such as the electromagnet 300 and a magnetic plate, such as the plate 302, are shown in Figures 4a, 4b, 4c and 4d depending on whether this mode of operation is in accordance with the invention (Figures 4b and 4d) or no (Figures 4a and 4c).

Un premier mode de fonctionnement, dit de commutation avec accostage, est décrit à l'aide de la figure 4a. Suivant ce mode, le plateau est situé entre deux électroaimants successivement activés afin de maintenir ce plateau à leur contact.A first operating mode, known as switching with docking, is described using Figure 4a. Next what mode, the plate is located between two electromagnets successively activated in order to maintain this plateau at their contact.

La position x (axe 406, en mm) du plateau est représentée sur la figure 4a en fonction de la chronologie (axe des abscisses 404, en ms) du déplacement du plateau mesuré par rapport à sa position équidistante (x=0) entre les deux électroaimants (position médiane).The position x (axis 406, in mm) of the plate is represented in figure 4a according to the chronology (axis abscissa 404, in ms) of the displacement of the plate measured by relative to its equidistant position (x = 0) between the two electromagnets (middle position).

On observe que le plateau commute entre une première position xb minimale et une deuxième position xh maximale correspondant, respectivement, à la position du plateau au contact de l'électroaimant bas et à la position du plateau au contact de l'électroaimant haut.It is observed that the plate switches between a first minimum position x b and a second maximum position x h corresponding, respectively, to the position of the plate in contact with the low electromagnet and to the position of the plate in contact with the high electromagnet.

La vitesse v du plateau (axe 408) varie en accord avec ce déplacement de telle sorte que, au contact de l'électroaimant bas ou de l'électroaimant haut, cette vitesse est nulle tandis qu'elle maximale lorsque le plateau est sensiblement équidistant de ces deux électroaimants.The speed v of the plate (axis 408) varies in accordance with this displacement so that, in contact with the electromagnet low or high solenoid, this speed is zero while maximum when the plateau is substantially equidistant of these two electromagnets.

Finalement, selon l'axe 410 est représentée la valeur du courant ib circulant dans la bobine de l'électroaimant bas et la valeur du courant ih circulant dans la bobine de l'électroaimant haut. On observe ainsi que, pour maintenir le plateau à son contact, chaque électroaimant est alimenté par un courant im de maintien.Finally, along axis 410, the value is represented of the current ib flowing in the coil of the low electromagnet and the value of the current ih flowing in the coil of the high electromagnet. It is thus observed that, to maintain the plate in contact, each electromagnet is powered by a current im holding.

Un deuxième mode de fonctionnement de l'actionneur est décrit à l'aide de la figure 4b. Suivant ce mode, le contrôle du plateau précédemment décrit est effectué au moyen d'activations successives des électroaimants, comme décrit au moyen de la figure 4a, mais le plateau est maintenu distant des électroaimants conformément à l'invention. Par la suite, le plateau maintenu distant par un électroaimant est dit en lévitation.A second operating mode of the actuator is described using Figure 4b. According to this mode, the control of the previously described tray is carried out by means of activations successive electromagnets, as described by means of the Figure 4a, but the platform is kept away from electromagnets according to the invention. Subsequently, the plate kept distant by an electromagnet is said to be levitation.

De fait, on observe que la position x'b minimale du plateau a une valeur supérieure à la valeur xb qu'avait le plateau lorsque ce dernier venait au contact de l'électroaimant bas. En d'autres termes, l'électroaimant bas maintient le plateau commuté distant en lévitation.In fact, it is observed that the minimum position x ' b of the plate has a value greater than the value x b that the plate had when the latter came into contact with the low electromagnet. In other words, the low electromagnet keeps the switched tray distant in levitation.

De façon analogue, l'électroaimant haut maintient distant le plateau à son voisinage de telle sorte que la position x'h maximale a une valeur inférieure à la valeur xh du le plateau lorsque ce dernier venait en contact contre l'électroaimant haut (figure 4a).Similarly, the high electromagnet keeps the plate distant from its vicinity so that the maximum position x ' h has a value less than the value x h of the plate when the latter comes into contact against the high electromagnet (figure 4a).

Dans ce deuxième mode de fonctionnement, la vitesse v du plateau (axe 408') atteint aussi une valeur extrême lorsque le plateau est sensiblement à sa position équidistante (x=0) entre les deux positions commutées tandis que l'intensité (axe 410') des courants i'b ou i'h alimentant, respectivement, l'électroaimant bas et l'électroaimant haut de l'actionneur croít lorsque le plateau se rapproche de l'électroaimant pour attirer et stabiliser ce dernier.In this second operating mode, the speed v of the plate (axis 408 ') also reaches an extreme value when the plate is substantially at its equidistant position (x = 0) between the two switched positions while the intensity (axis 410 ') of the currents i'b or i'h supplying, respectively, the low solenoid and the high solenoid of the actuator increases when the plate approaches the electromagnet to attract and stabilize the latter.

Ce courant diminue fortement au fur et à mesure que le plateau tend vers l'électroaimant puisque le champ magnétique créé par l'aimant assure, partiellement ou totalement, le maintien du plateau en lévitation.This current decreases sharply as the plate tends towards the electromagnet since the magnetic field created by the magnet ensures, partially or totally, the maintenance of the levitating plate.

Un troisième mode de fonctionnement, dit balistique avec accostage, est décrit à l'aide de la figure 4c. Suivant ce troisième mode, les déplacements du plateau situés entre deux électroaimants ne sont commandés que par l'activation d'un seul de ces électroaimants comme expliqué ci-dessous.A third operating mode, called ballistics with docking, is described using Figure 4c. Next what third mode, the displacements of the plate located between two electromagnets are only controlled by activating a single of these electromagnets as explained below.

La position x (axe 420, en mm) du plateau varie en fonction du temps (axe des abscisses 422, en ms) à partir de sa première position xh maximale vers une deuxième position xb minimale correspondant, respectivement, à la position du plateau au contact contre l'électroaimant haut et à la position la plus proche du plateau vis-à-vis de l'électroaimant bas.The position x (axis 420, in mm) of the plate varies as a function of time (abscissa axis 422, in ms) from its first maximum position x h to a second minimum position x b corresponding, respectively, to the position of the plate in contact with the high electromagnet and at the position closest to the plate vis-à-vis the low electromagnet.

De fait, le plateau effectue un aller-retour à partir de l'électroaimant haut de telle sorte que sa vitesse v (axe 424) augmente lorsqu'il tend vers l'électroaimant bas, puis s'inverse lorsque le plateau s'éloigne de cet électroaimant bas pour revenir vers l'électroaimant haut.In fact, the plateau makes a round trip from of the high electromagnet so that its speed v (axis 424) increases when it tends towards the low electromagnet, then reverses when the plate moves away from this low electromagnet to return to the top electromagnet.

Un tel mode de contrôle balistique permet donc, comme montrée selon l'axe 426, de ne requérir que l'alimentation en courant ih de l'électroaimant haut pour commander le plateau.Such a ballistic control mode therefore allows, as shown along axis 426, to require only the supply of current ih of the high electromagnet to control the plate.

Selon un quatrième mode de fonctionnement, conforme à l'invention, le contrôle balistique du plateau est combiné à une lévitation de ce dernier par l'électroaimant haut.According to a fourth operating mode, in accordance with the invention, the ballistic control of the plate is combined with a levitation of the latter by the high electromagnet.

De fait, on observe que la position x'h (figure 4d) maximale du plateau a une valeur inférieure à la valeur xh du plateau si ce dernier venait en contact contre l'électroaimant haut (figure 4c).In fact, it is observed that the maximum position x ' h (FIG. 4d) of the plate has a value lower than the value x h of the plate if the latter comes into contact against the high electromagnet (FIG. 4c).

Dans ce quatrième mode de fonctionnement, la vitesse v du plateau (axe 408') atteint aussi une valeur extrême lorsque le plateau traverse sa position équidistante (x=0) entre les deux positions commutées tandis que l'intensité (axe 410') des courants i'b ou i'h alimentant, respectivement, l'électroaimant bas et l'électroaimant haut de l'actionneur croít lorsque le plateau se rapproche de l'électroaimant pour attirer et stabiliser ce dernier.In this fourth operating mode, the speed v of the plate (axis 408 ') also reaches an extreme value when the plate crosses its equidistant position (x = 0) between the two switched positions while the intensity (axis 410 ') of currents i'b or i'h supplying, respectively, the electromagnet bottom and the top solenoid of the actuator grows when the plate approaches the electromagnet to attract and stabilize the latter.

Ce courant diminue fortement au fur et à mesure que le plateau tend vers l'électroaimant puisque, conformément à l'invention, le champ magnétique créé par l'aimant assure, au moins partiellement, le maintien du plateau en lévitation. This current decreases sharply as the plate tends towards the electromagnet since, in accordance with the invention, the magnetic field created by the magnet ensures, at at least partially, keeping the plate in levitation.

Les mesures représentées sur les figures 4a, 4b, 4c et 4d sont représentatives d'une pluralité de mesures effectuées vis-à-vis de chaque mode. On remarque alors que la position du plateau varie faiblement entre les divers tests. En d'autres termes, la finesse du contrôle du plateau, et donc de la soupape, est particulièrement précis dans un moteur conforme à l'invention.The measurements shown in Figures 4a, 4b, 4c and 4d are representative of a plurality of measurements carried out with respect to each mode. We then notice that the position of the plateau varies slightly between the various tests. In others terms, the finesse of the plateau control, and therefore of the valve, is particularly precise in an engine conforming to the invention.

Une telle finesse de contrôle peut être utilisée pour réduire les chocs entre la tige du plateau et la tige de la soupape comme expliqué à l'aide des figures 5a et 5b, qui représentent le fonctionnement d'un actionneur 500 conforme à l'invention, le plateau 502 étant maintenu distant des électroaimants 504 et 506 dans sa position commutée haute (figure 5a) ou basse (figure 5b).Such finesse of control can be used to reduce the impact between the plate rod and the rod valve as explained using FIGS. 5a and 5b, which represent the operation of an actuator 500 conforming to the invention, the plate 502 being kept away from electromagnets 504 and 506 in its high switched position (Figure 5a) or low (Figure 5b).

Dans ces réalisations, le jeu 509 entre la tige 508 du plateau et la tige 510 de la soupape est maintenu à une faible valeur par l'électroaimant haut 504 qui maintien le plateau en lévitation. Ainsi, lorsque le plateau commute vers l'électroaimant bas, le contact entre la tige de soupape et la tige du plateau se produit à une vitesse plus faible que si le plateau venait au contact de l'électroaimant, ce qui réduit le bruit de ce contact.In these embodiments, the clearance 509 between the rod 508 of the plate and valve stem 510 is kept at a low value by the high electromagnet 504 which keeps the plate in levitation. So when the platter switches to the low solenoid, the contact between the valve stem and the plateau rod occurs at a lower speed than if the plate came into contact with the electromagnet, which reduces the noise of this contact.

La présente invention est susceptible de nombreuses variantes. Par exemple, il est possible de disposer un aimant sur le plateau de façon à ce que ce dernier génère un champ maintenant le plateau distant de l'électroaimant.The present invention is susceptible of numerous variants. For example, it is possible to have a magnet on the board so that it generates a field now the remote plate of the electromagnet.

Par ailleurs, l'utilisation de l'invention permet d'utiliser un actionneur de soupape d'admission distinct d'un actionneur de soupape d'échappement.Furthermore, the use of the invention allows use an inlet valve actuator separate from a exhaust valve actuator.

De fait, il est connu qu'une soupape d'admission requiert un actionneur de puissance moindre qu'une soupape d'échappement.In fact, it is known that an intake valve requires less power actuator than valve exhaust.

Néanmoins, le fonctionnement d'un actionneur de soupape d'admission à froid, c'est-à-dire pour les premières commutations, nécessite une puissance comparable à celle requise par un actionneur de soupape d'échappement. En effet, le maintien de la soupape dans les positions commutées est plus difficile pour ces premières commutations à froid pour des problèmes de collage du plateau sur l'électroaimant.However, the operation of an actuator cold intake valve, i.e. for the first switching, requires a power comparable to that required by an exhaust valve actuator. Indeed, the holding the valve in the switched positions is more difficult for these first cold switching operations for problems with the plate sticking to the electromagnet.

Or, grâce à l'invention, un actionneur de soupape d'admission peut être dimensionné pour fournir une puissance de maintien standard étant donné que le maintien à froid de la soupape est assuré par la suppression de ce maintien.However, thanks to the invention, a valve actuator intake can be sized to provide a power of standard hold since the cold hold of the valve is ensured by the removal of this maintenance.

En d'autres termes, les dimensions de l'actionneur d'admission peuvent être réduites, réduisant ainsi la masse et les dimensions du moteur.In other words, the dimensions of the actuator intake can be reduced, thereby reducing mass and engine dimensions.

Claims (8)

'Actionneur (301, 500) électromécanique de soupape pour moteur à combustion interne muni d'un électroaimant (300 ; 504 ; 506) polarisé exerçant une action magnétique sur un plateau (302 ; 502) magnétique soumis à une action mécanique de rappel, cet action pouvant compenser l'action mécanique et maintenir le plateau (302 ; 502) dans une position distante de l'électroaimant, caractérisé en ce que l'actionneur comprend des moyens pour que les déplacements du plateau soient uniquement contrôlés par cet électroaimant et l'action mécanique de rappel de telle sorte que le plateau effectue des allers-retours à partir de la position distante.'' Electromechanical valve actuator (301, 500) for an internal combustion engine provided with a polarized electromagnet (300; 504; 506) exerting a magnetic action on a magnetic plate (302; 502) subjected to a mechanical return action, this action capable of compensating for the mechanical action and maintaining the plate (302; 502) in a position distant from the electromagnet, characterized in that the actuator comprises means so that the displacements of the plate are only controlled by this electromagnet and the mechanical reminder action so that the plate goes back and forth from the distant position. Actionneur selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens pour que la position distance du plateau corresponde à une position ouverte de la soupape.Actuator according to claim 1, characterized in that it comprises means so that the distance position of the plate corresponds to an open position of the valve. Actionneur selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce qu'il comprend des moyens pour éloigner le plateau (302 ; 502) distant de l'électroaimant (300 ; 504 ; 506) en annulant ou en inversant le sens du courant alimentant ce dernier.Actuator according to one of the preceding claims, characterized in that it comprises means for distancing the plate (302; 502) distant from the electromagnet (300; 504; 506) by canceling or reversing the direction of the current supplying the latter . Actionneur selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que le plateau (302 ; 502) est maintenu à une distance telle que la tige (510) de la soupape soit distante d'une tige (508) du plateau commandant cette soupape.Actuator according to one of the preceding claims, characterized in that the plate (302; 502) is kept at a distance such that the rod (510) of the valve is spaced from a rod (508) of the plate controlling this valve. Actionneur selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que, l'électroaimant (300 ; 504 ; 506) ayant une forme en E muni d'une branche centrale (304) et de deux branches extrêmes, le plateau est de section (Sp) inférieure à la section (Sc/2) des branches extrêmes et/ou inférieure à la moitié de la section (Sc) de la branche centrale.Actuator according to one of the preceding claims, characterized in that , the electromagnet (300; 504; 506) having an E shape provided with a central branch (304) and two end branches, the plate is of section (Sp ) less than the section (Sc / 2) of the extreme branches and / or less than half of the section (Sc) of the central branch. Actionneur selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que, l'électroaimant étant en forme de E, un aimant est fixé, à l'extrémité d'une de ces branches, en vis-à-vis du plateau. Actuator according to one of the preceding claims, characterized in that , the electromagnet being in the shape of an E, a magnet is fixed, at the end of one of these branches, opposite the plate. Actionneur selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que l'action mécanique de rappel est générée par au moins un ressort.Actuator according to one of the preceding claims, characterized in that the mechanical return action is generated by at least one spring. Moteur à combustion interne muni d'un actionneur électromécanique de soupape comprenant un électroaimant (300 ; 504 ; 506) polarisé et un plateau (302 ; 502) magnétique mobile soumis à une action mécanique de rappel, caractérisé en ce que l'actionneur est conforme à l'une des revendications précédentes.Internal combustion engine provided with an electromechanical valve actuator comprising a polarized electromagnet (300; 504; 506) and a movable magnetic plate (302; 502) subjected to a mechanical return action, characterized in that the actuator conforms to one of the preceding claims.
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