EP1740808A2 - Procede de commande du fonctionnement d'un cylindre de moteur a combustion interne - Google Patents

Procede de commande du fonctionnement d'un cylindre de moteur a combustion interne

Info

Publication number
EP1740808A2
EP1740808A2 EP05746953A EP05746953A EP1740808A2 EP 1740808 A2 EP1740808 A2 EP 1740808A2 EP 05746953 A EP05746953 A EP 05746953A EP 05746953 A EP05746953 A EP 05746953A EP 1740808 A2 EP1740808 A2 EP 1740808A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
valves
cylinder
opening
engine
controlled
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP05746953A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Said Izelfanane
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
PSA Automobiles SA
Original Assignee
Peugeot Citroen Automobiles SA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Peugeot Citroen Automobiles SA filed Critical Peugeot Citroen Automobiles SA
Publication of EP1740808A2 publication Critical patent/EP1740808A2/fr
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/008—Controlling each cylinder individually
    • F02D41/0087—Selective cylinder activation, i.e. partial cylinder operation
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D13/00—Controlling the engine output power by varying inlet or exhaust valve operating characteristics, e.g. timing
    • F02D13/02—Controlling the engine output power by varying inlet or exhaust valve operating characteristics, e.g. timing during engine operation
    • F02D13/06—Cutting-out cylinders
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/0002—Controlling intake air
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/0002—Controlling intake air
    • F02D2041/001—Controlling intake air for engines with variable valve actuation
    • F02D2041/0012—Controlling intake air for engines with variable valve actuation with selective deactivation of cylinders
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/40—Engine management systems

Definitions

  • the present invention relates to a method and a device for controlling the operation of an internal combustion engine cylinder.
  • the present invention relates more particularly to the deactivation or service of the valves of an engine cylinder.
  • the deactivated cylinders have their intake and exhaust valves closed and are therefore no longer traversed by any gas flow. These deactivated cylinders generate almost no losses because they then function as pneumatic springs alternating the compression and decompression phases of the air trapped in these cylinders. As for the cylinders remaining active, they must produce a greater torque and therefore require a greater flow rate of the intake air into the manifold, which increases the pressure in the manifold and therefore reduces the pumping losses of the engine.
  • the deactivation is conventionally operated by an appropriate mechanism acting on the distribution of the cylinders according to the operating conditions of the engine.
  • Patent FR2837871 illustrates such a device.
  • the present invention proposes to further improve the benefit of cylinder deactivation on engine efficiency by proposing an improved method and device for putting valves out of service or in service.
  • the method according to the invention relates to controlling the operation of a cylinder of an internal combustion engine of the multi-cylinder type with four-stroke cycle, said cylinder cooperating with at least one fuel injector, an intake valve, an exhaust valve. , operating members for controlling the opening of the valves according to the progress of the cycle and means controlled by an engine control computer according to predetermined operating conditions of said engine to selectively activate or deactivate said valves of said cylinder.
  • this method is characterized in that the deactivation of the valves is operated simultaneously, and in that the deactivation of said valves takes place within a cycle, at an instant substantially coinciding with the middle of the period between the theoretical consecutive moments of opening of the intake valve and opening of the exhaust valve.
  • the return to service of the valves is operated simultaneously, and in that the return to service of the valves takes place within a cycle, at an instant substantially coinciding with the middle of the period between the theoretical consecutive moments of opening of the intake valve and opening of the exhaust valve.
  • the controlled means have a delay time between their command by the computer and the actual commissioning or deactivation of the valves and in that this time is taken into account. delay in operating the control of said means.
  • the value of the delay time is mapped as a function of the engine operating point as well as of the aging of said engine.
  • an error value is determined on the measurement of the delay, said error value preferably being mapped as a function of the engine operating point as well as of the aging of said engine.
  • the deactivation of the cylinder valves is only controlled if the error value is less than half the time interval separating the instant theoretical opening of the intake valve and the theoretical instant of opening of the exhaust valve.
  • the present invention also relates to a device for implementing the method according to the invention.
  • the engine control computer comprises an appropriate program, this program being able to operate the control of the means for putting the cylinder valves into service or out of service so that the out of service or the cylinder valves are put into service within the cycle, roughly in the middle of the period between the theoretical opening time of the intake valve (OA) and the theoretical instant of opening of the exhaust valve (OE).
  • the controlled means comprise disengageable hydraulic pushers interposed between said valves and said control members and a hydraulic circuit controlled by a solenoid valve controlled by the engine control computer.
  • the controlled means comprise electromechanical actuators controlling the opening of the valves.
  • FIG. 1 there is shown an engine, referenced 1, four-stroke and controlled ignition intended in particular to equip a motor vehicle.
  • This engine 1 implementing the disconnection method of cylinders object of the present invention, conventionally comprises four in-line cylinders identified respectively C1, C2, C3 and C4. Only cylinder C2 has been detailed.
  • the cylinder C2 has a bore 3 formed in a cylinder block 2. This bore 3 is closed at its upper end by a cylinder head 4 surmounting said casing 2.
  • a piston 5 is slidably mounted in the bore 3 of the cylinder 2. This piston is connected by a connecting rod not shown to a crankshaft also not shown.
  • the cylinder head 4 comprises an intake gas intake circuit formed by at least one conduit 8.
  • This conduit 8 opens into the roof of the chamber 7 through an opening 9 cooperating with a control valve 10 capable of being actuated between a closed position for closing the opening 9 and an open position for admitting the gases.
  • the valve 10 comprises a control rod 11 and a closure head 12 of frustoconical shape, the inclined peripheral surface of which comes into contact with a corresponding surface of the opening 9 forming a valve seat to close the opening 9.
  • the opening of the valve 10 is operated against the valve spring 13 by a cam 14 carried by a camshaft 15 by means of a pivoting lever 16 also called latch.
  • This latch rests on the one hand, on the end of the valve stem 11 and on the other hand, on a pusher or hydraulic stop 17.
  • the stop 17 normally serves as a pivot point for the latch and backlash.
  • the cylinder head 4 also comprises an exhaust circuit for the burnt gases formed by at least one exhaust duct 18 opening into the roof of the chamber 7 through an opening 19 capable of being closed by a control valve 20 comprising a rod actuation 21 and a shutter head 22.
  • valve 20 Similarly to the intake, the opening of the valve 20 is operated against the valve spring 23 by a cam 24 carried by a camshaft 25 by means of a latch 26.
  • This latch rests on the one hand on the end of the valve stem 21 and on the other hand on a plunger or hydraulic stop 27 similar to the stop 17.
  • the cylinder head 4 comprises a fuel injection means formed by a piloted injector 28 receiving the fuel at an external inlet at a suitable pressure and having one end forming the injection nose opening into the intake circuit of the cylinder C2, in upstream of the valve 10.
  • the cylinder head 4 also includes a spark plug 29.
  • the control of the injector 28, as for the instant of injection and as for the quantity of fuel injected, is operated by an engine control computer 30 from appropriate information such as the engine speed, the load and the position of the piston 5 in the cylinder 3 provided by a crankshaft position sensor not shown.
  • the computer 30 also controls the ignition time of the spark plug 29 according to the engine operating point.
  • the order of injection and ignition of the cylinders is as follows: Cl, C3, C4 and C2.
  • This ignition order which is the order in which the cylinders light up successively has the purpose of promoting the balancing of the mobile assembly, not shown, comprising the crankshaft, connecting rods and pistons.
  • the engine 1 is equipped with a cylinder disconnection mechanism intended to reduce pumping losses during certain operating ranges, and in particular during partial load operations.
  • this disconnection mechanism also controlled by the engine control computer 30, when the engine is operating under predetermined conditions, to disconnect (that is to say to no longer operate) two out of four cylinders and thus to run the engine on only two cylinders.
  • the cylinders are disconnected by deactivating the gas inlet and exhaust valves.
  • a disconnection strategy will be described in which the disconnection of the cylinder C3 and then of the cylinder C2 takes place in succession.
  • This strategy is not limiting of the present invention, it is also possible to disconnect the cylinder C2 after the cylinder C3, after a predetermined period of time.
  • the disconnection mechanism illustrated by way of nonlimiting example uses the hydraulic stops 17 and 27 adapted to allow them to be disengaged and thus to deactivate the valves, that is to say to immobilize the latter on their seat in the closed position, regardless of the position of the camshaft.
  • This type of disengageable hydraulic stops works in two modes: a first mode where the stop is locked in position in the cylinder head 4 and then serves as a tipping point for the corresponding latch, and a second mode where the stop is movable in its housing and where the tipping point of the latch under the effect of the associated cam becomes the end of the valve stem which then remains stationary on its seat.
  • the locking and unlocking operations of the stops 17 and 27 are, according to the illustrated embodiment, operated via the same hydraulic pressure circuit 31 controlled by a piloted solenoid valve 32. Conventionally when the valve associated with one or the other of the stops 17, 27 is in the opening phase, the command to unlock the corresponding stop is then inoperative, the unlocking of a stop is only carried out when the associated valve rests on its seat.
  • Such stops are known in themselves and will not be detailed further. We can for example refer to document FR2837871 which describes an embodiment of such disengageable stops.
  • the deactivation of the intake and exhaust valves of the cylinder C2 is therefore operated simultaneously by a hydraulic circuit 31 controlled by a first piloted solenoid valve 32 also called EV2 while the disconnection C3 cylinder intake and exhaust valves not shown is operated by another hydraulic circuit distinct from the first and controlled by a second solenoid valve EV3 piloted.
  • the timing diagram describes the control of the valves when they are in service during the course of the engine cycle in the cylinder C2, half turn crankshaft by half turn crankshaft.
  • One cycle spans two crankshaft turns, i.e. 720 ° crankshaft. For convenience, all times will be identified as crankshaft angle values.
  • the intake valve 10 opens at time OA, while the exhaust valve 20 is still open. Shortly after this TDC crossing (0 °), the exhaust valve closes at the instant FE and, the intake valve being open, the descending piston can suck in fresh gases. This first “admission” time lasts practically until after the bottom dead center PMB (180 °) where the admission valve 10 is then closed at the instant FA.
  • compression accompanies the ascent of the piston up to TDC ignition (360 °) while the “relaxation” time, engine cycle time, corresponds to the descent of the piston to PMB (540 °).
  • these times OE, FE, OA, FA vary according to the operating conditions of the engine 1 and in particular of the operating and load conditions, as well as the ignition time AL of the spark plug 29 which occurs in the vicinity of the TDC, at the end of the compression time.
  • the method of deactivating the valves is in accordance with the purpose of trapping burnt gases in the chamber 7 when the cylinder C2 will be at the PMB.
  • the disengagement of the stops 17 and 27 must take place before the "exhaust" phase of a cycle in progress, that is to say after the start of the intake phase OA of the fuel mixture and before the OE start of the opening of the exhaust valves.
  • the theoretical effective unlocking instant DET of the stops 17 and 27 is therefore determined to be substantially the middle of the interval separating the theoretical theoretical moments OA and OE corresponding to the operating point considered, namely: (OE -OA) / 2, that is to say substantially in the middle of the compression time, again in the vicinity of 270 ° crankshaft. If we consider an instant OA with an advance of the order of 20 ° and an instant OE with a advance of 60 ° relative to the top dead center and the bottom dead center respectively, then the theoretical effective instant of unlocking is 250 °.
  • the computer 30 Given the response time RET of the hydraulic circuit 31 and of the valve EV2, the computer 30 must anticipate the instant DET and therefore trigger the control of the valve EV2 at an instant T, such that T + RET is equal to DET.
  • the response time RET of the hydraulic circuit 31 and of the valve EV2 is mapped according to the operating conditions of the engine and in particular the pressure and speed parameters as well as according to the aging of the parts of the hydraulic circuit.
  • the determination of the RET time involves an imprecision, this imprecision being able to be itself estimated by a DeltaRET value.
  • the computer initiates unlocking at time T (DET - RET)
  • the actual effective unlocking occurs within the time range: [DET - DeltaRET; DET + DeltaRET].
  • the theoretical effective locking instant VET of the stops 17 and 27 is therefore determined to be substantially the middle of the interval separating the instants OA from OE, that is to say substantially in the middle of the compression time. or again, in the vicinity of 270 ° crankshaft.
  • the present invention also applies to motors having electromagnetic distributions.
  • it is the actuators controlling the valves which are controlled so as to deactivate the valves of the cylinders to be deactivated.
  • the present invention applies regardless of the total number of cylinders of the engine (four, five, six, seven, eight, etc.) and regardless of the number of cylinders to be disconnected (one, two, three, four , etc.).

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
  • Valve Device For Special Equipments (AREA)

Abstract

Procédé de commande du fonctionnement d’un cylindre de moteur à combustion interne du type multicylindre à cycle quatre temps, ledit cylindre coopérant avec au moins un injecteur de carburant, une soupape d’admission, une soupape d’échappement, des organes de manoeuvre pour commander l’ouverture des soupapes selon le déroulement du cycle et des moyens pilotés par un calculateur de contrôle moteur selon des conditions prédéterminées de fonctionnement dudit moteur pour mettre sélectivement en service ou hors service lesdites soupapes dudit cylindre, caractérisé en ce que la mise hors service desdites soupapes est opérée simultanément, et en ce que la mise hors service desdites soupapes s’opère à l’intérieur d’un cycle, à un instant coïncidant sensiblement au milieu de la période s’étendant entre les instants consécutifs théoriques d’ouverture de la soupape d’admission (OA) et d’ouverture de la soupape d’échappement (OE).

Description

PROCEDE DE COMMANDE DU FONCTIONNEMENT D'UN CYLINDRE DE MOTEUR A COMBUSTION INTERNE
La présente invention concerne un procédé et un dispositif de commande du fonctionnement d'un cylindre de moteur à combustion interne. La présente invention concerne plus particulièrement la mise hors service ou en service des soupapes d'un cylindre de moteur.
Les moteurs à combustion interne et notamment les moteurs équipant les véhicules automobiles ou routiers ne sont sollicités la plupart du temps qu'à une fraction de leur puissance nominale. Dans ces phases de fonctionnement qui ne réclament pas de délivrer un couple important, les moteurs font face à des pertes de pompage qui affectent leur rendement et sont à l'origine d'une consommation excessive de carburant. Ces pertes de pompage correspondent au travail qui doit être fournit pour aspirer le mélange air/ carburant qui se trouve dans le collecteur d'admission à une relative faible pression et l'introduire dans la chambre de combustion lors de la phase d'admission.
Pour réduire ces pertes de pompage, il est connu de désactiver une partie des cylindres. Les cylindres désactivés voient leurs soupapes d'admission et d'échappement fermées et ne sont donc plus traversés par aucun flux de gaz. Ces cylindres désactivés ne génèrent quasiment pas de pertes car ils fonctionnent alors comme des ressorts pneumatiques alternant les phases de compression et décompression de l'air emprisonné dans ces cylindres. Quant aux cylindres demeurant actifs, ils doivent produire un couple plus important et donc requièrent un débit plus important de l'air d'admission dans le collecteur ce qui augmente la pression dasn le collecteur et donc réduit les pertes par pompage du moteur. La désactivation est classiquement opérée par un mécanisme approprié agissant sur la distribution des cylindres suivant les conditions de fonctionnement du moteur.
Dans le cas d'une distribution par arbres à cames et linguets, il est ainsi connu d'agir sur les poussoirs hydrauliques ou butées hydrauliques sur lesquels reposent une extrémité des linguets. Le brevet FR2837871 illustre un tel dispositif.
La présente invention se propose d'améliorer encore le bénéfice de la désactivation de cylindre sur le rendement des moteur en proposant un procédé et un dispositif perfectionnés de mise hors service ou en service des soupapes.
Le procédé selon l'invention concerne la commande du fonctionnement d'un cylindre de moteur à combustion interne du type multicylindre à cycle quatre temps, ledit cylindre coopérant avec au moins un injecteur de carburant, une soupape d'admission, une soupape d'échappement, des organes de manœuvre pour commander l'ouverture des soupapes selon le déroulement du cycle et des moyens pilotés par un calculateur de contrôle moteur selon des conditions prédéterminées de fonctionnement dudit moteur pour mettre sélectivement en service ou hors service lesdites soupapes dudit cylindre.
Selon l'invention, ce procédé est caractérisé en ce que la mise hors service des soupapes est opérée simultanément, et en ce que la mise hors service desdites soupapes s'opère à l'intérieur d'un cycle, à un instant coïncidant sensiblement au milieu de la période s'étendant entre les instants consécutifs théoriques d'ouverture de la soupape d'admission et d'ouverture de la soupape d'échappement. Selon une autre caractéristique du procédé objet de l'invention, la remise en service des soupapes est opérée simultanément, et en ce que la remise en service des soupapes s'opère à l'intérieur d'un cycle, à un instant coïncidant sensiblement au milieu de la période s'étendant entre les instants consécutifs théoriques d'ouverture de la soupape d'admission et d'ouverture de la soupape d'échappement.
Selon une autre caractéristique du procédé objet de l'invention, ce sont deux cylindres dudit moteur à combustion interne du type multicylindre à cycle quatre temps dont le fonctionnement est commandé ; la mise hors service ou en service des soupapes de chacun des deux cylindres est alors opérée séquentiellement un cylindre après l'autre en respectant l'ordre d'allumage théorique desdits cylindres.
Selon une autre caractéristique du procédé objet de l'invention, les moyens pilotés présentent un temps de retard entre leur commande par le calculateur et la mise en service ou hors service effective des soupapes et en ce que l'on tient compte de ce temps de retard pour opérer la commande desdits moyens.
Selon une autre caractéristique du procédé objet de l'invention, la valeur du temps de retard est cartographiée en fonction du point de fonctionnement moteur ainsi que du vieillissement dudit moteur.
Selon une autre caractéristique du procédé objet de l'invention, une valeur d'erreur est déterminée sur la mesure du retard, ladite valeur d'erreur étant de préférence cartographiée en fonction du point de fonctionnement moteur ainsi que du vieillissement dudit moteur.
Selon une autre caractéristique du procédé objet de l'invention, la mise en hors service des soupapes du cylindre n'est commandée que si la valeur d'erreur est inférieure à la moitié de l'intervalle de temps séparant l'instant théorique d'ouverture de la soupape d'admission et l'instant théorique d'ouverture de la soupape d'échappement.
La présente invention concerne également un dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon l'invention.
Selon une caractéristique du dispositif objet de l'invention, le calculateur de contrôle moteur comprend un programme approprié, ce programme étant apte à opérer la commande des moyens de mise en service ou hors service des soupapes du cylindre de sorte que la mise hors service ou la mise en service des soupapes du cylindre s'opère, à l'intérieur du déroulement du cycle, sensiblement au milieu de la période s'écoulant entre l'instant théorique d'ouverture de la soupape d'admission (OA) et l'instant théorique d'ouverture de la soupape d'échappement (OE).
Selon une autre caractéristique du dispositif objet de l'invention, les moyens pilotés comprennent des poussoirs hydrauliques débrayables interposés entre lesdites soupapes et lesdits organes de commande et un circuit hydraulique contrôlé par une électrovanne commandée par le calculateur de contrôle moteur.
Selon une autre caractéristique du dispositif objet de l'invention, les moyens pilotés comprennent des actuateurs électromécaniques commandant l'ouverture des soupapes.
La présente invention et ses avantages seront mieux compris à l'étude de la description détaillée d'un mode de réalisation donné à titre d'exemple non limitatif et illustré par les dessins annexés, sur lesquels : - la figure 1 représente une vue en coupe schématique et partielle d'un moteur à combustion pour la mise en œuvre du procédé selon l'invention ; - la figure 2 représente un chronogramme détaillant le procédé selon l'invention.
En se reportant à la figure 1, on a représenté un moteur, référencé 1, à quatre temps et allumage commandé destiné notamment à équiper un véhicule automobile. Ce moteur 1 mettant en œuvre le procédé de déconnexion de cylindres objet de la présente invention, comporte classiquement quatre cylindres en ligne identifiés respectivement Cl, C2, C3 et C4. Seul le cylindre C2 a été détaillé.
Le cylindre C2 présente un alésage 3 ménagé dans un bloc carter cylindres 2. Cet alésage 3 est fermé à son extrémité supérieure par une culasse 4 surmontant ledit carter 2. Un piston 5 est monté coulissant dans l'alésage 3 du cylindre 2. Ce piston est relié par une bielle non figurée à un vilebrequin également non figuré. La surface supérieure 6 du piston 5, le haut de l'alésage 3 et la surface inférieure en regard de la culasse 4, délimitent la chambre de combustion 7.
La culasse 4 comprend un circuit d'admission de gaz d'admission formé par au moins un conduit 8. Ce conduit 8 débouche dans le toit de la chambre 7 par une ouverture 9 coopérant avec une soupape de commande 10 apte à être actionnée entre une position fermée d'obturation de l'ouverture 9 et une position ouverte d'admission des gaz. La soupape 10 comprend une tige de commande 11 et une tête d'obturation 12 de forme tronconique, dont la surface périphérique inclinée vient en contact avec une surface correspondante de l'ouverture 9 formant siège de soupape pour fermer l'ouverture 9.
L'ouverture de la soupape 10 est opérée contre le ressort de soupape 13 par une came 14 portée par un arbre à cames 15 par le biais d'un levier pivotant 16 encore appelé linguet. Ce linguet repose d'une part, sur rextrémité de la tige de soupape 11 et d'autre part, sur un poussoir ou butée hydraulique 17. La butée 17 sert normalement de point de pivotement pour le linguet et de rattrapage de jeu.
La culasse 4 comprend également un circuit d'échappement des gaz brûlés formé par au moins un conduit d'échappement 18 débouchant dans le toit de la chambre 7 par une ouverture 19 apte à être fermée par une soupape de commande 20 comprenant une tige d'actionnement 21 et une tête d'obturation 22.
De façon similaire à l'admission, l'ouverture de la soupape 20 est opérée contre le ressort de soupape 23 par une came 24 portée par un arbre à cames 25 par le biais d'un linguet 26. Ce linguet repose d'une part sur extrémitê de la tige de soupape 21 et d'autre part sur un poussoir ou butée hydraulique 27 similaire à la butée 17.
La culasse 4 comprend un moyen d'injection de carburant formé par un injecteur 28 piloté recevant à une entrée extérieure le carburant sous une pression adaptée et possédant une extrémité formant le nez d'injection débouchant dans le circuit d'admission du cylindre C2, en amont de la soupape 10. La culasse 4 comprend également une bougie d'allumage 29.
La commande de l'injecteur 28, quant à l'instant d'injection et quant à la quantité de carburant injectée, est opéré par un calculateur de contrôle moteur 30 à partir d'informations appropriées tels que le régime moteur, la charge et la position du piston 5 dans le cylindre 3 fournie par un capteur de position vilebrequin non figuré.
Le calculateur 30 piloté également l'instant d'allumage de la bougie 29 selon le point de fonctionnement du moteur.
Classiquement l'ordre d'injection et d'allumage des cylindres est le suivant : Cl, C3, C4 et C2. Cet ordre d'allumage qui est l'ordre dans lequel les cylindres s'allument successivement a pour objet de favoriser l'équilibrage de l'équipage mobile non figuré, composé du vilebrequin, des bielles et des pistons.
Conformément à l'invention, le moteur 1 est équipé d'un mécanisme de déconnexion de cylindres destiné à réduire les pertes par pompage lors de certaines plages de fonctionnement, et notamment lors des fonctionnements à charge partielle.
Ce mécanisme de déconnexion, également piloté par le calculateur de contrôle moteur 30, a pour objet, lorsque le moteur fonctionne dans des conditions prédéterminées, de déconnecter (c'est-à-dire de ne plus faire fonctionner) deux cylindres sur quatre et ainsi de faire fonctionner le moteur sur seulement deux cylindres. La déconnexion des cylindres est opérée par la mise hors service des soupapes D'admission et D'échappement des gaz.
Pour réduire les problèmes de dilatation culasse et bloc moteur dû au refroidissement générés par un fonctionnement réduit à deux cylindres, ce sont les cylindres intermédiaires C3 et C2 qui sont désactivés tandis que les cylindres extrêmes Cl et C4 demeurent actifs. Ce mécanisme opère naturellement la re-connexion des cylindres désactivés dès lors que le fonctionnement du moteur quitte les plages de fonctionnement prédéterminées précitées.
Dans la description ci-après on décrira une stratégie de déconnexion où la déconnexion du cylindre C3 puis du cylindre C2 s'opère en se suivant. Cette stratégie n'est pas limitative de la présente invention, on peut également prévoir de déconnecter le cylindre C2 après le cylindre C3, après un laps de temps prédéterminé. Le mécanisme de déconnexion illustré à titre d'exemple non limitatif, utilise les butées hydrauliques 17 et 27 adaptées pour permettre d'être débrayées et ainsi, de mettre hors service les soupapes, c'est-à-dire d'immobiliser ces dernières sur leur siège en position fermée et ce, quel que soit la position de l'arbre à cames.
Ce type de butées hydrauliques débrayables fonctionne selon deux modes : un premier mode où la butée est verrouillée en position dans la culasse 4 et sert alors de point de basculement pour le linguet correspondant, et un second mode où la butée est mobile dans son logement et où le point de basculement du linguet sous l'effet de la came associée devient l'extrémité de la tige de soupape laquelle demeure alors immobile sur son siège.
Les opérations de verrouillage et déverrouillage des butées 17 et 27 sont, selon l'exemple de réalisation figuré, opérées via un même circuit hydraulique sous pression 31 commandé par une électrovanne pilotée 32. Classiquement lorsque la soupape associée à l'une ou l'autre des butées 17,27 est en phase d'ouverture, la commande de déverrouillage de la butée correspondante est alors inopérante, le déverrouillage d'une butée ne s'effectue que lorsque la soupape associée repose sur son siège.
De telles butées sont connues en elles-mêmes et ne seront pas détaillées plus avant. On pourra par exemple se reporter au document FR2837871 qui décrit un mode de réalisation de telles butées débrayables.
Selon le mode de réalisation du dispositif de déconnexion illustré, la mise hors service des soupapes d'admission et d'échappement du cylindre C2 est donc opérée simultanément par un circuit hydraulique 31 commandé par une première électrovanne pilotée 32 encore appelée EV2 tandis que la déconnexion des soupapes d'admission et d'échappement du cylindre C3 non figuré est opérée par un autre circuit hydraulique distinct du premier et commandé par une seconde électrovanne EV3 pilotée.
En se reportant à la figure 2 on a présenté le chronogramme du processus de commande des soupapes du cylindre C2 utile à la compréhension du procédé de mise hors service selon l'invention. Le processus de déconnexion du cylindre C3 étant identique à celui du cylindre C2, seule, donc, la déconnexion du cylindre C2 sera détaillée plus avant.
Le chronogramme décrit la commande des soupapes lorsqu'elles sont en service pendant le déroulement du cycle moteur dans le cylindre C2, demi tour vilebrequin par demi-tour vilebrequin. Un cycle s'étale sur deux tours vilebrequin soit 720° vilebrequin. Par commodité, tous les instants seront identifiés sous la forme de valeurs d'angle vilebrequin.
Peu avant le point mort haut PMH (0°) débutant un nouveau cycle à quatre temps , la soupape d'admission 10 s'ouvre à l'instant OA, alors que la soupape d'échappement 20 est, elle, encore ouverte. Peu après ce PMH de croisement (0°), la soupape d'échappement se ferme à l'instant FE et, la soupape d'admission étant ouverte, le piston descendant peut aspirer de les gaz frais. Ce premier temps "admission" dure pratiquement jusqu'après le point mort bas PMB (180°) où s'opère alors la fermeture de la soupape d'admission 10 à l'instant FA.
Les deux temps suivant, respectivement "compression" et "combustion/ détente", succèdent ensuite au temps "admission". Le temps "compression" accompagne la remontée du piston jusqu'au PMH allumage (360°) tandis que le temps "détente", temps moteur du cycle, correspond à la descente du piston jusqu'au PMB (540°).
Au voisinage du point mort bas PMB (540°), la soupape d'échappement s'ouvre à l'instant OE. Pendant le temps "échappement", le piston remontant 5 au PMH (720°) assure rélimination quasi totale des gaz de combustion de la chambre de combustion 7. Puis le cycle reprend par une nouvelle phase "admission", etc..
Dans le cas où le moteur est équipé de système de distribution variable à déphaseur ou autre mécanisme permettant de faire varier les instants de levée, alors ces instants OE, FE, OA, FA varient en fonction des conditions de fonctionnement du moteur 1 et notamment des conditions de régime et de charge et ce, tout comme l'instant d'allumage AL de la bougie 29 qui se produit au voisinage du PMH, en fin de temps de compression.
Conformément à l'invention, le procédé de mise hors service des soupapes est conforme pour réaliser l'emprisonnement de gaz brûlés dans la chambre 7 lorsque le cylindre C2 va se trouver au PMB. Pour ce faire le débrayage des butées 17 et 27 doit s'opérer avant la phase "échappement" d'un cycle en cours, c'est-à-dire après le début de la phase d'admission OA du mélange carburé et avant le début OE de l'ouverture des soupapes d'échappement.
En effet, la demanderesse a mis en évidence que la présence de gaz brûlés chauds dans les cylindres déconnectés permettait de réduire considérablement l'acyclisme du moteur et ce, par rapport à des cylindres déconnectés remplis d'air frais ou vide.
Conformément à l'invention, l'instant de déverrouillage effectif théorique DET des butées 17 et 27 est donc déterminé comme étant sensiblement le milieu de l'intervalle séparant les instants théoriques OA et OE consécutifs correspondants au point de fonctionnement considéré, soit : (OE-OA)/2, c'est à dire sensiblement au milieu du temps de compression soit encore, au voisinage de 270° vilebrequin. Si nous considérons un instant OA avec une avance de l'ordre de 20° et un instant OE avec une avance de 60° par rapport respectivement au point mort haut et au point mort bas, alors l'instant effectif théorique de déverrouillage vaut 250°.
Compte tenu du temps de réponse RET du circuit hydraulique 31 et de la vanne EV2, le calculateur30 doit anticiper l'instant DET et déclencher donc la commande de la vanne EV2 à un instant T, tel que T + RET soit égal DET.
Le temps de réponse RET du circuit hydraulique 31 et de la vanne EV2 est cartographie selon les conditions de fonctionnement du moteur et notamment les paramètres de pression et de régime ainsi notamment que selon le vieillissement des pièces du circuit hydraulique.
Compte tenu des dispersions de fabrication et du vieillissement des pièces, la détermination du temps RET comporte une imprécision, cette imprécision pouvant être elle-même estimée par une valeur DeltaRET. Ainsi, lorsque le calculateur déclenche le déverrouillage à l'instant T (DET - RET), le déverrouillage effectif réel survient à l'intérieur de la plage de temps : [DET - DeltaRET ; DET + DeltaRET].
Compte tenu de ce qui précède, à savoir que le déverrouillage effectif réel survienne à l'intérieur de la plage [OA ; OE], il est donc important que le circuit hydraulique soit dimensionné pour répondre avec un DeltaRET bien inférieur à 270° vilebrequin, ce qui par exemple à un régime de 3000tr/mn correspond à 15 ms et à 30 ms à 1500tr/mn. Inversement s'il n'est pas possible de conserver dans toutes les plages de déconnexion une valeur de DeltaRET bien inférieure à 270° vilebrequin, alors la déconnexion n'est plus opéré dans les plages initiales mais seulement dans celles qui permettent de garantir une valeur DeltaRET inférieure à 270°. La cartographie utilisée par le calculateur de contrôle moteur 30 prend donc en compte l'ensemble de ces différentes valeurs pour opérer la commande de la déconnexion du cylindre C2.
La gestion de la remise en service des soupapes est sensiblement similaire. En effet, il convient alors de procéder d'abord à l'évacuation des gaz brûlés avant d'admettre à nouveau un mélange carburé ou de l'air et ce, pour ne pas évacuer trop de gaz brûlés à l'admission. Pour ce faire, il faut ouvrir l'échappement avant l'admission.
Conformément à l'invention, l'instant de verrouillage effectif théorique VET des butées 17 et 27 est donc déterminé comme étant sensiblement le milieu de l'intervalle séparant les instants OA de OE, c'est à dire sensiblement au milieu du temps de compression soit encore, au voisinage de 270° vilebrequin.
La remise en service des soupapes est donc piloté par le calculateur de contrôle moteur de la même façon que lors de la mise hors service de ces soupapes. Ce qui a donc été décrit ci-dessus quant à la commande de l'électrovanne pilotée s'applique de façon parfaitement similaire et ne sera donc pas détaillé plus avant. Il est toutefois à noter qu'il pourra être souhaitable de prendre en compte une valeur de retard spécifique à la remise en service, distincte de la valeur correspondant à la mise en service.
Bien entendu, la présente invention n'est pas limitée au mode de réalisation que l'on vient de décrire, et on peut apporter à ceux-ci de nombreux changements et modifications sans sortir de la présente invention.
Ainsi, la présente invention s'applique également aux moteurs possédant des distributions électromagnétiques. Dans ce cas ce sont les actuateurs commandant les soupapes qui sont commandés de façon à mettre hors service les soupapes des cylindres à désactiver.
Ainsi, la présente invention s'applique quel que soit le nombre total de cylindres du moteur (quatre, cinq, six, sept, huit, etc.) et quel que soit le nombre de cylindres à déconnecter (un, deux, trois, quatre, etc.).

Claims

REVENDICATIONS
[1] Procédé de commande du fonctionnement d'un cylindre de moteur à combustion interne du type multicylindre à cycle quatre temps, ledit cylindre coopérant avec au moins un injecteur de carburant, une soupape d'admission, une soupape d'échappement, des organes de manœuvre pour commander l'ouverture des soupapes selon le déroulement du cycle et des moyens pilotés par un calculateur de contrôle moteur selon des conditions prédéterminées de fonctionnement dudit moteur pour mettre sélectivement en service ou hors service lesdites soupapes dudit cylindre, caractérisé en ce que la mise hors service desdites soupapes est opérée simultanément, et en ce que la mise hors service desdites soupapes s'opère à l'intérieur d'un cycle, à un instant coïncidant sensiblement au milieu de la période s'étendant entre les instants consécutifs théoriques d'ouverture de la soupape d'admission (OA) et d'ouverture de la soupape d'échappement (OE).
[2] Procédé de commande selon la revendication 1, caractérisé en ce que la remise en service desdites soupapes est opérée simultanément, et en ce que la remise en service desdites soupapes s'opère à l'intérieur d'un cycle, à un instant coïncidant sensiblement au milieu de la période s'étendant entre les instants consécutifs théoriques d'ouverture de la soupape d'admission (OA) et d'ouverture de la soupape d'échappement (OE).
[3] Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 2, caractérisé en ce que ce sont deux cylindres dudit moteur à combustion interne du type multicylindre à cycle quatre temps dont le fonctionnement est commandé et en ce que la mise hors service ou en service des soupapes de chacun des deux cylindres est opérée séquentiellement un cylindre après l'autre en respectant l'ordre d'allumage théorique desdits cylindres.
[4] Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 2, caractérisé en ce que lesdits moyens pilotés présentent un temps de retard entre leur commande par ledit calculateur et la mise en service ou hors service effective desdites soupapes et en ce que l'on tient compte de ce temps de retard pour opérer la commande desdits moyens.
[5] Procédé selon la revendications 4, caractérisé en ce que la valeur dudit temps de retard est cartographiée en fonction du point de fonctionnement moteur ainsi que du vieillissement dudit moteur.
[6] Procédé selon l'une quelconque des revendications 4 à 5, caractérisé en ce que l'on détermine une valeur d'erreur sur la mesure dudit retard, ladite valeur d'erreur étant de préférence cartographiée en fonction du point de fonctionnement moteur ainsi que du vieillissement dudit moteur.
[7] Procédé selon la revendications 6, caractérisé en ce que la mise en hors service desdites soupapes dudit cylindre n'est commandée que si la valeur d'erreur est inférieure à la moitié de rintervalle de temps séparant l'instant théorique d'ouverture de la soupape d'admission (OA) et l'instant théorique d'ouverture de la soupape d'échappement (OE).
[8] Dispositif pour la mise en œuvre du procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit calculateur de contrôle moteur comprend un programme approprié, ledit programme étant apte à opérer la commande desdits moyens de mise en service ou hors service des soupapes dudit cylindre de sorte que la mise hors service ou la mise en service des soupapes dudit cylindre s'opère, à l'intérieur du déroulement du cycle, sensiblement au milieu de la période s'écoulant entre l'instant théorique d'ouverture de la soupape d'admission (OA) et l'instant théorique d'ouverture de la soupape d'échappement (OE).
[9] Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce que lesdits moyens pilotés comprennent des poussoirs hydrauliques débrayables interposés entre lesdites soupapes et lesdits organes de commande et un circuit hydraulique contrôlé par une électrovanne commandée par le calculateur de contrôle moteur.
[10] Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce que lesdits moyens pilotés comprennent des actuateurs électromécaniques commandant l'ouverture des soupapes.
EP05746953A 2004-04-29 2005-04-08 Procede de commande du fonctionnement d'un cylindre de moteur a combustion interne Withdrawn EP1740808A2 (fr)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR0450830A FR2869643B1 (fr) 2004-04-29 2004-04-29 Procede de commande du fonctionnement d'un cylindre de moteur a combustion interne
PCT/FR2005/050226 WO2005113963A2 (fr) 2004-04-29 2005-04-08 Procede de commande du fonctionnement d'un cylindre de moteur a combustion interne

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EP1740808A2 true EP1740808A2 (fr) 2007-01-10

Family

ID=34945676

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP05746953A Withdrawn EP1740808A2 (fr) 2004-04-29 2005-04-08 Procede de commande du fonctionnement d'un cylindre de moteur a combustion interne

Country Status (5)

Country Link
US (1) US7527032B2 (fr)
EP (1) EP1740808A2 (fr)
JP (1) JP5020071B2 (fr)
FR (1) FR2869643B1 (fr)
WO (1) WO2005113963A2 (fr)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2969706B1 (fr) * 2010-12-22 2012-12-21 Valeo Sys Controle Moteur Sas Dispositif de commande d`un moteur thermique.
US11236689B2 (en) * 2014-03-13 2022-02-01 Tula Technology, Inc. Skip fire valve control
JP6156224B2 (ja) * 2014-03-31 2017-07-05 マツダ株式会社 エンジンの制御装置
GB2528259B (en) * 2014-07-14 2020-06-03 Ford Global Tech Llc Selectively deactivatable engine cylinder
CN112709643B (zh) * 2020-04-01 2022-03-29 长城汽车股份有限公司 一种发动机的停缸控制方法、系统及车辆

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5408966A (en) * 1993-12-23 1995-04-25 Ford Motor Company System and method for synchronously activating cylinders within a variable displacement engine
US5642703A (en) * 1995-10-16 1997-07-01 Ford Motor Company Internal combustion engine with intake and exhaust camshaft phase shifting for cylinder deactivation
DE19546549C5 (de) * 1995-12-13 2006-11-16 Daimlerchrysler Ag Verfahren zum Ab- und Zuschalten einzelner Zylinder
US6161521A (en) * 1998-11-04 2000-12-19 Ford Global Technologies, Inc. Internal combustion engine having deceleration fuel shut off and camshaft controlled charge trapping
DE10310776A1 (de) * 2002-03-13 2003-11-13 Stanadyne Corp Ventilbetätigungseinstelleinrichtung mit Deaktivierung von Verriegelungskugeln

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See references of WO2005113963A2 *

Also Published As

Publication number Publication date
US7527032B2 (en) 2009-05-05
FR2869643A1 (fr) 2005-11-04
WO2005113963A3 (fr) 2006-02-02
JP5020071B2 (ja) 2012-09-05
US20070168108A1 (en) 2007-07-19
FR2869643B1 (fr) 2006-07-07
WO2005113963A2 (fr) 2005-12-01
JP2007534887A (ja) 2007-11-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2005113966A1 (fr) Procede de commande de fonctionnement d'un groupe de cylindres d'un moteur a combustion interne
JP4129490B2 (ja) 弁積極動力作動を伴うエンジン・ブレーキング
FR2779477A1 (fr) Moteur a combustion interne avec calage variable de certains elements et rapport air/carburant variable
EP1195505A1 (fr) Procédé de contrôle d'auto-allumage dans un moteur à quatre temps
EP1740808A2 (fr) Procede de commande du fonctionnement d'un cylindre de moteur a combustion interne
WO2006117486A1 (fr) Procédé de réduction des émissions d'hydrocarbures d'un moteur froid et dispositif et moteur mettant en oeuvre ce procédé
FR2797304A1 (fr) Procede de commande d'un moteur a combustion en vue de faciliter le demarrage du moteur apres un arret
FR2916799A1 (fr) Procede et dispositif de commande de soupape avec plusieurs phases de levee, procede d'alimentation d'un moteur
EP1143116B1 (fr) Moteur à combustion interne pour véhicule automobile
EP1069298B1 (fr) Procédé de commande d'un moteur à combustion en vue de compenser la défaillance d'une soupape
EP2166198B1 (fr) Moteur à combustion interne du type à fonctionnement dégradé d'au moins un cylindre
EP0134373A1 (fr) Moteur diesel à piston procurant un fonctionnement commandé de fourniture d'air comprimé
WO2012085450A1 (fr) Procede de commande d'au moins une soupape d'admission d'un moteur thermique fonctionnant selon un cycle a quatre temps
WO2016038255A1 (fr) Moteur a combustion de vehicule automobile a desactivation de cylindre amelioree
EP1163437B1 (fr) Procede de regulation du regime de ralenti d'un moteur a combustion a soupapes sans arbres a cames
FR2795133A1 (fr) Procede de commande d'un moteur a combustion en vue de l'obtention d'un effet de frein moteur
FR2877054A1 (fr) Moteur a combustion interne diesel ou essence a injection directe a taux de gaz brules augmente
FR2904049A1 (fr) Moteur thermique ayant deux conduits d'admission dont l'un est utilise pour balayer la chambre de combustion, module de gestion d'un tel moteur thermique et procede de gestion d'un moteur thermique
FR3010451A1 (fr) Moteur a combustion de vehicule automobile a desactivation de cylindre adaptee
FR3010452A1 (fr) Moteur a combustion de vehicule automobile a desactivation de cylindre amelioree

Legal Events

Date Code Title Description
PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

17P Request for examination filed

Effective date: 20061018

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A2

Designated state(s): AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HU IE IS IT LI LT LU MC NL PL PT RO SE SI SK TR

DAX Request for extension of the european patent (deleted)
17Q First examination report despatched

Effective date: 20090318

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE APPLICATION IS DEEMED TO BE WITHDRAWN

18D Application deemed to be withdrawn

Effective date: 20141101