FR2777606A1 - Dispositif de controle de la puissance de sortie d'un organe de chauffage a combustion pour moteur a combustion interne - Google Patents
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Abstract
Le dispositif de contrôle de puissance est destiné à un organe de chauffage à combustion qui introduit du gaz de combustion dans un système d'admission d'air d'un moteur à combustion interne afin d'accélérer le réchauffage de ce dernier. Il comporte des moyens (S101, S103) de détermination de la rotation du moteur pour déterminer si le moteur tourne, et des moyens permettant le départ de l'activation de l'organe de chauffage à combustion qui ne permettent ce départ que si la rotation du moteur à combustion interne est confirmée. Application au démarrage et au réchauffage des moteurs Diesel.
Description
W I() iLa présente invention se rapporte à un dispositif de contrôle de la
puissance de sortie d'un organe de chauffage à combustion et plus particulièrement à un dispositif de contrôle de ce genre par l'intermédiaire duquel un gaz de combustion est introduit dans un système d'admission d'air d'un moteur à combustion interne afin d'accélérer le
réchauffage du moteur à combustion interne.
Les moteurs à combustion interne nécessitent des améliorations en ce qui concerne leurs performances de démarrage et l'accélération de leur réchauffage par temps froid. En conséquence, la demande de brevet japonais mise à l'inspection publique n 62-75069 décrit par exemple une technique dans laquelle l'eau ou le liquide de refroidissement du moteur est réchauffée en utilisant la chaleur de combustion produite par un organe de chauffage à combustion à vaporisation qui est
monté dans un passage d'admission d'air du moteur à combustion interne.
Selon cette technique, la chaleur de combustion produite par l'organe de chauffage à combustion est déchargée à l'aval d'une valve d'ouverture/fermeture montée dans le passage d'admission d'air. En outre, I'organe de chauffage à combustion n'est pas seulement activé avant le démarrage du moteur à combustion interne, mais on le fait également continuer l'opération de combustion pendant une certaine durée après le démarrage du moteur, de façon que le réchauffage du moteur
soit accéléré.
Selon la technique classique mentionnée ci-dessus, cependant, on empêche que le gaz de combustion ne s'écoule en retour dans la direction inverse vers une zone située en amont dans le passage d'admission d'air, en fermant la valve d'ouverture/fermeture montée dans le passage d'admission d'air, avant le démarrage du moteur interne, en fait, avant la rotation du vilebrequin entraîne par le moteur de démarrage ou la rotation du vilebrequin entraîne par le moteur à combustion interne I o426 doc lui-même du fait des déplacements alternatifs des pistons au cours de la course d'explosion du cycle de fonctionnement du moteur. En utilisant de tels moyens empêchant l'écoulement inverse, on peut éviter que les effets négatifs du chauffage ne s'exercent sur l'une des structures, telle qu'un filtre à air, placée dans le système d'admission d'air, et qui est située dans une zone amont du passage d'admission d'air. Afin d'obtenir cet effet, cependant, la technique décrite dans la demande de brevet japonais ci-dessus nécessite la valve d'ouverture/fermeture décrite ci-dessus, ainsi qu un organe de contrôle de valve pour contrôler l'ouverture/fermeture de la valve et similaire, ce qui conduit à d'autres structures compliquées du moteur à combustion
interne.
Dans le cas o le moteur à combustion interne est un moteur Diesel, l'allumage dans un cylindre se produit pour un taux de compression plus élevé qu'avec un moteur à essence, et on utilise l'auto-allumage par la chaleur de compression. En conséquence, les pressions dans les cylindres du moteur Diesel sont extrêmement élevées par comparaison avec celles du moteur à essence pendant la course de
compression et la course d'explosion du cycle de fonctionnement des moteurs Diesel.
En conséquence, les structures constituant le moteur Diesel sont respectivement rendues plus résistantes que celles du moteur à essence, de telle façon que les
structures correspondantes du moteur Diesel puissent résister aux pressions élevées.
De façon correspondante, le moteur Diesel est généralement beaucoup plus
lourd, en ce qui concerne son poids total, que le moteur à essence.
Afin de satisfaire les demandes actuelles, on a étudié une réduction du poids dui moteur Diesel. Dans ce cas, cependant, un taux de compression élevé est nécessaire pour les basses températures en considération du fait que l'auto-allumage par la chaleur de compression peut plus difficilement être obtenu (par temps froid), ce qui pose le problème d'une performance de démarrage réduite du moteur à combustion interne, par temps froid. En conséquence, afin de faire face à ce problème, on peutit imaginer d'augmenter la capacité de chauffage du dispositif de réchauffage tel qu'une bougie de chauffage, on peut également imaginer un organe de chauffage électrique
3) de l'air d'admission ou similaire qui est prévu dans le bloc- cylindres du moteur Diesel.
Dans ces cas, cependant, une batterie de grande capacité est nécessaire de façon défavorable du fait que la consommation de puissance électrique au démarrage est
nettement augmentée.
La présente invention est réalisée en tenant compte de la situation décrite ci-
dessus et un objet technique de la présente invention consiste à proposer un organe dce 16426 doc contrôle de la puissance de sortie de l'organe de chauffage à combustion qui, dans un moteur à combustion interne dans lequel le gaz de combustion d'un organe de chauffage à combustion est introduit dans le système d'admission d'air du moteur à combustion interne, de façon à accélérer le chauffage, permette d'empêcher le gaz de combustion émis par l'organe de chauffage à combustion de s'écouler en retour dans le direction inverse vers une région située en amont d'un passage d'admission d'air, sans avoir à prévoir une valve d'ouverture/fermeture et un organe de contrôle de valve dans le passage d'admission d'air, et qui même lorsqu'un rapport de compression faible est utilisé, permette que la performance de démarrage du moteur à combustion interne I( par temps froid ne soit pas détériorée, sans qu'il soit nécessaire d'avoir à utiliser une
batterie de grande capacité.
Afin de résoudre le problème décrit ci-dessus, l'organe de contrôle de la puissance de sortie de l'organe de chauffage à combustion de la présente invention par lequel le gaz de combustion est introduit dans le système d'admission du moteur à combustion interne dans le but d'accélérer le réchauffage du moteur à combustion
interne, présente la structure décrite ci-après.
(I) Dans un premier aspect de la présente invention, l'organe de contrôle de la puissance de sortie de l'organe de chauffage à combustion comporte: des moyens de détermination de la rotation du moteur pour déterminer si le moteur à combustion interne tourne ou non; et des moyens permettant le début de l'activation de l'organe de chauffage pour permettre le début de l'activation de l'organe de chauffage à combustion uniquement lorsque la détermination de la rotation du moteur à combustion interne, a été réalisée par les moyens de
détermination de la rotation du moteur.
Ici,
i) le terme "rotation du moteur à combustion interne" signifie que le vile-
brequin du moteur tourne. En particulier, la rotation inclut le cas dans lequel le vilebrequin du moteur est entraîné en rotation par un moteur de démarreur et le cas ou le vilebrequin du moteur est entraîné en rotation 3{0 par le déplacement alternatif des pistons produit par la course d'explosion dans un cycle de fonctionnement du moteur à combustion interne; ii) le terme "moyens de détermination de la rotation du moteur" se réfère à un ordinogramme pour déterminer si le moteur à combustion tourne ou non, cet ordinogramme étant mis en mémoire dans une mémoire morte 1 b420.doc
ROM de l'ordinateur, c'est-à-dire dans l'unité ECU de contrôle électroni-
que du moteur; iii)Le terme "moyens permettant le début de l'activation de l'organe dc chauffage" est l'une des étapes constituant un ordinogramme pour permettre le début de l'activation de l'organe de chauffage à combustion, ordinogramme qui est mis en mémoire dans une mémoire morte ROM, el qui constitue l'étape de détermination pour déterminer si le moteur a combustion interne tourne ou non, (2) Un deuxième aspect de la présente invention est un organe de contrôlc de la puissance de sortie de l'organe de chauffage à combustion selon le premier aspect, dans lequel la détermination de la rotation du moteur par les moyens ldc
détermination de rotation de moteur est réalisée de préférence pendant i'entrai-
nement par le moteur de démarreur du moteur à combustion interne.
Le terme "pendant l'entraînement par le moteur de démarreur" signifie ici Lunc période pendant laquelle la rotation du vilebrequin est provoquée par le moteur de démarreur du moteur à combustion interne, jusqu'au moment o la rotation du vilebrequin est provoquée par le moteur lui-même, en fait, c'est-à-dire par le déplacement alternatif des pistons produit par la course d'explosion dans le cycle de fonctionnement du moteur à combustion interne; (3) Un troisième aspect de la présente invention est un organe de contrôlec de la puissance de sortie de l'organe de chauffage à combustion selon le premier aspect, dans lequel même lorsque la détermination de la rotation assurant que Ic
moteur à combustion interne tourne, est réalisée par les moyens de détermina-
tion de la rotation du moteur, il est préférable que l'organe de chauffage a combustion ne soit pas activé lorsque la température de l'élément afférent au
moteur est égale ou supérieure à une valeur prédéterminée.
Ici, de ce fait, le terme "élément afférent au moteur", par exemple, peut vouloir
désigner un moteur à refroidissement par eau ou par liquide de refroidissementl.
Dans ce cas, la valeur prédéterminée associée à la température de l'eau ou dut liquide de refroidissement du moteur est une valeur de température pour laquelle le réchauffage du moteur peut être suffisamment assuré lorsque la température du liquide de refroidissement du moteur est égale ou supérieure a
une telle valeur de température.
Dans un organe de contrôle de la puissance de sortie de l'organe de chauffage il combustion selon la présente invention, l'activation de l'organe de chauffage h 16426 doc combustion est autorisée à démarrer par les moyens permettant le démarrage de l'activation de l'organe de chauffage uniquement lorsque la détermination de la rotation confirmant que le moteur à combustion interne tourne, est réalisée par les moyens de détermination de la rotation du moteur. En fait, aussi longtemps que la détermination de la rotation par les moyens de détermination de la rotation du moteur n'est pas réalisée, le moteur à combustion interne n'est pas activé. De façon correspondante, le gaz de combustion n'est pas produit par l'organe de chauffage à combustion avant la rotation du vilebrequin. En d'autres termes, ce n'est que lorsque le vilebrequin tourne que l'organe de chauffage à combustion produit les gaz de I( I combustion pour la première fois. Ainsi, du fait qu'aucun gaz de combustion n'est produit avant la rotation du vilebrequin, il ne peut pas se produire de gaz de combustion en provenance de l'organe de chauffage à combustion qui s'écoulerait en retour dans une direction inverse vers la zone amont du passage d'admission d'air. En conséquence, l'une des structures du système d'admission d'air qui est située dans la zone amont du passage d'admission d'air, par exemple le filtre à air, ne risque pas
d'être soumise à des dommages thermiques.
Du fait qu'il n'est pas nécessaire de prévoir soit la valve d'ouverture/fermeture, soit l'organe de contrôle de valve dans le passage d'admission d'air pour empêcher les
dommages thermiques, on peut en conséquence réaliser une structure très simple.
En outre, c'est uniquement lorsque le moteur à combustion interne tourne que le gaz de combustion est produit par l'organe de chauffage à combustion, et que le gaz de combustion en provenance de l'organe de chauffage à combustion s'écoule vers les cylindres du moteur à combustion interne. De plus, la température du gaz de combustion généré par l'organe de chauffage à combustion est considérablement plus élevée que celle que l'on aurait dans le cas de la bougie de chauffage ou de l'organe électrique de chauffage de l'air d'admission, comme décrit ci-dessus dans la
description se rapportant à l'art antérieur. En conséquence, avec un gaz de
combustion à température élevée déchargé par l'organe de chauffage à combustion et aspiré dans le moteur à combustion interne, les températures régnant dans les divers cylindres sont augmentées au niveau nécessaire et suffisant pour permettre le démarrage du moteur, c'est-à-dire son entraînement par le moteur de démarreur, par temps froid. Il en résulte que la performance de démarrage du moteur peut être améliorée, même sans qu'il soit nécessaire de disposer d'un organe interne de réchauffage tel qu'une bougie de chauffage. En conséquence, la performance de démarrage du moteur à combustion interne par temps froid peut être maintenue sans 1 42 doc détérioration et sans avoir à utiliser une batterie de grande capacité, même lorsqu'un
rapport de compression plus réduit est adopté.
En outre, il n'est pas toujours nécessaire d'activer l'organe de chauffage ii combustion lorsque la détermination de rotation confirmant que le moteur de rotation tourne, a été réalisée par les moyens de détermination de la rotation du moteur. En d'autres termes, même lorsque la détermination de rotation a été réalisée, on peutit contrôler l'organe de chauffage à combustion, de façon à ne pas l'activer lorsque la température de l'élément afférent au moteur est égale ou supérieure à une valeutr prédéterminée. En conséquence, on peut éviter la génération inutile de gaz de
combustion.
D'autres buts, caractéristiques et avantages apparaîtront à la lecture de la
description de divers modes de réalisation de la présente invention, faite à titre non
limitatif et en regard du dessin annexé dans lequel:
- la figure 1 est une représentation schématique de la structure d'un organe ci.
contrôle de la puissance de sortie d'un organe de chauffage à combustion, selon un mode de réalisation de la présente invention; - la figure 2 est une vue en coupe schématique de l'organe de chauffage ei combustion de la figure I - la figure 3 est un ordinogramme pour déterminer si un moteur à combustion interne tourne ou non, selon le mode de réalisation de la présente invention; et - la figure 4 est un ordinogramme représentant un programme de contrôle dce fonctionnement de l'organe de contrôle de la puissance de l'organe de chauffage i
combustion, selon le mode de réalisation de la présente invention.
On va décrire un mode de réalisation de la présente invention en référence at dessin annexé,
Description de la structure complète de l'organe de contrôle
On va décrire la structure complète de l'organe de contrôle, en référence à la
figure 1.
Un moteur Diesel I qui constitue le moteur à combustion interne est un moteun du type à refroidissement par eau ou plus généralement par liquide (le liquide le plus couramment utilisé est un mélange d'environ moitié eau, moitié glycol antigel qui
n'attaque pas à chaud les matières plastiques qui peuvent se trouver sur son circuit).
Le moteur Diesel I comporte: un bloc-cylindres ou corps de moteur 3; Ltun système d'admission d'air 5 qui fournit l'air nécessaire pour la combustion dans unc pluralité non représentée de cylindres du bloccylindres 3; un système d'échappement 16426.d&c 7 qui décharge les gaz d'échappement dans l'air extérieur après qu'un mélange air/carburant ait été brûlé dans les cylindres; et un organe de chauffage 9 de l'habitacle du véhicule, qui réchauffe l'intérieur de l'habitacle du véhicule comportant
pour sa propulsion le moteur à combustion interne 1.
Le moteur 1 est muni d'une pompe, non représentée, de circulation de l'eau de refroidissement qui est utilisée pour faire circuler l'eau ou le liquide de refroidissement du moteur à travers un passage 10 de circulation de liquide de refroidissement, comme ceci sera décrit par la suite, en utilisant le couple de rotation d'un vilebrequin
non représenté, comme source de puissance.
I(1
Description des organes constituant l'organe de contrôle
(Bloc-cylindres 3) 1 > Le bloc-cylindres 3 est muni d'une enveloppe d'eau non représentée qui forme un passage de circulation d'eau ou de liquide de refroidissement, à travers lequel du liquide de refroidissement est mis en circulation. Le bloc-cylindres 3 comporte un passage 10 de circulation de l'eau de refroidissement qui fait circuler l'eau de refroidissement, à partir de l'enveloppe d'eau, entre un organe de chauffage à ) combustion 17 appartenant au système 5 d'admission d'air et l'organe de chauffage 9 de l'habitacle du véhicule qui est disposé à l'extérieur du bloc-cylindres, à travers des conduites d'eau ou de liquide de refroidissement Wl, W2 et W3 à travers lesquelles s'écoule l'eau de refroidissement sortant de l'enveloppe d'eau. Le bloc- cylindres 3 peut tfaire entraîner en rotation le vilebrequin du moteur par l'intermédiaire d'un moteur de démarrage dénommé habituellement démarreur, comme cela est bien connu, avant que le moteur lui-même n'entraîne en rotation le vilebrequin, dont le déplacement des pistons est provoqué par les courses d'explosion du moteur à combustion interne. En outre, une période de temps à partir du début de l'entraînement en rotation du vilebrequin par le moteur de démarreur, jusqu'au début de l'entraînement en rotation 3< du vilebrequin par le moteur lui-même, est appelée période d'entraînement par le démarreur. (Système 5 d'admission d'air) Le système 5 d'admission d'air est constitué par un filtre à air 13 qui filtre l'air extérieur à l'extrémité de départ du système 5 d'admission d'air. Le système 5 d'admission d'air commence structurellement par le filtre à air 13 et se termine par un I "426 dc x orifice d'admission d'air (tubulure d'aspiration) non représenté du bloc- cylindres 3 A partir du filtre à air 13 en descendant vers l'orifice d'admission, le système d'admission d'air comporte: un compresseur 15a d'un turbo chargeur ou turbu compresseur 15; un organe de chauffage à combustion 17; un inter-cooler ouLI refrigérant intermédiaire qui abaisse la température de l'air d'admission ull distributeur d'admission 21 qui est constitué par des tubes de branchement d'admission, et similaires, tous ces éléments étant des structures qui constituent li
système d'admission d'air.
Ces structures du système d'admission d'air appartiennent à une tubulure
io d'admission 23 qui comporte une pluralité de tubes de liaison.
(Tubulure d'admission 23) La tubulure d'admission 23 est grossièrement divisée en une tubulure de liaison 27 du côté aval dans laquelle l'air extérieur venant du système d'admission d'air 5 est refoulé sous pression à l'état pressurisé par le compresseur 1 5a, et en une tubulure de liaison latérale 25 à l'amont qui n'est pas pressurisée. (Tubulure 25 de liaison du côté amont) La tubulure 25 de liaison du côté amont comporte: une tubulure principale 2') présentant une forme de barre droite s'étendant en ligne droite vers le compresscur I 15a à partir du filtre à air 13 et un tube de branchement 31 pour l'organe de chauffage comme tube secondaire relié en dérivation au tube principal 29 (tube 3 1 dcie
branchement pour l'organe de chauffage).
Le tube de branchement 31 pour l'organe de chauffage comporte l'organe de chauffage à combustion 17 à peu près au milieu de ce tube. Le tube de branchement 31 pour l'organe de chauffage comporte: un passage 33 d'alimentation en air, qui relie la partie latérale amont dans la direction d'écoulement de l'air de l'organe de chauffage à combustion 17 et le tube principal 29, et à travers lequel de l'air frais est fourni ( l'organe de chauffage à combustion 17 à partir du tube principal 29; et un passage 35 de décharge de gaz de combustion, qui relie la partie latérale aval dans la direction
d'écoulement de l'air de l'organe de chauffage à combustion 17 et le tube principal 2').
et à travers lequel un gaz de combustion (gaz d'échappement) en provenance ce l'organe de chauffage à combustion 17 est introduit dans le tube principal 29. Ici, I'air associé au tube de branchement 31 pour l'organe de chauffage signifie non seulement l'air frais al venant dans le tube de branchement 31 pour l'organe de chauffage i travers le filtre à air 13, mais également les gaz de combustion a2 en provenance c(e l'organe de chauffage à combustion. En outre, le gaz de combustion en provenance de 16426.dc l'organe de chauffage à combustion est généralement un gaz qui ne comporte presque pas de fumée, en d'autres termes pas de particules de carbone. En conséquence, le gaz de combustion ne pose pas de problème pour être utilisé dans l'air d'admission du
moteur à combustion interne.
> A partir des points de liaison cl et c2 du tube principal 29, reliant respec-
tivement le passage d'alimentation en air 33 au tube principal 29 et reliant le passage de décharge des gaz de combustion au tube principal 29, le point de liaison cl est
situé plus en amont que le point de liaison c2 sur le tube principal 29. En conse-
quence, l'air al en provenance du filtre à air 13 est divisé en l'air al qui est branché en dérivation sur le tube de branchement 31 pour l'organe de chauffage au point de liaison cl, et en l'air al' qui s'écoule à travers le tube principal 29 vers le point de liaison c2, sans diverger. Ensuite, au point de liaison c2, l'air a2 qui a été branché au point de liaison cl et qui a été transformé en gaz de combustion après avoir été brûlé dans l'organe de chauffage à combustion 17, vient confluer avec l'air frais al' qui ne s diverge pas au point de liaison cl, et en conséquence, on forme un mélange a3 d'air et
de gaz de combustion.
L'air al qui est branché au point de liaison cl est ramené au tube principal au point de liaison c2 pour constituer l'air a2 à travers le passage d'alimentation en air 33, l'organe de chauffage à combustion 17 et le passage 35 de décharge de gaz de 2e) combustion. Du fait que l'air a2 qui a été ramené au tube principal 29 constitue du gaz de combustion qui a reçu de la chaleur au cours de sa combustion dans l'organe de chauffage à combustion 17, et lorsque le gaz a2, comme décrit ci-dessus, est ramené au tube principal 29 et vient confluer au point de liaison c2 avec l'air al' qui est branché, il se transforme pour constituer le mélange gaz de combustion/air a3, et il en 2 5 résulte que le mélange gaz de combustion/air a3 devient de l'air d'admission à
température élevée pénétrant dans le bloc-cylindres 3.
(Tube de liaison 27 du côté aval) A la figure 1, le tube de liaison 27 du côté aval est un tube reliant le compresseur 15a et le distributeur d'admission 21 et qui prend la forme de la lettre L. 3e L'inter-cooler ou échangeur intermédiaire 19 est disposé en une position proche du
distributeur d'admission 21.
(Système d'échappement 7) Par ailleurs, le système d'échappement 7 présente des orifices d'échappement non représentés du bloc-cylindres 3 qui constituent l'extrémité de début du système d'échappement 17; et le système d'échappement 7 commence structurellement avec 16426 doc ces orifices d'échappement et se termine par un pot d'échappement 41 servant dc silencieux. A partir des orifices d'échappement en descendant en aval jusqu'au pot d'échappement 41, le système d'échappement 7 est muni: d'un collecteur d'échappement 37 qui constitue un tube de branchement d'échappement; d'uiic turbine 15b du turbo-chargeur ou turbo- compresseur 15; et d'un catalvseui d'échappement 39, et similaire, le long d'une tubulure d'échappement 42, tous ces
éléments constituant des structures formant le système d'échappement.
Du fait que ces structures dans le système d'échappement sont bien connues et
n'ont pas de relation directe avec la présente invention, leur description sera omise
L'air s'écoulant à travers le système d'échappement 7 est désigné par le symbole a4 et
constitue le gaz d'échappement du moteur 1.
(Organe de chauffage à combustion 17) La structure de l'organe de chauffage à combustion 17 est représentée à la
figure 2.
L'organe de chauffage à combustion 17 est relié à l'enveloppe d'eau ou (ldc liquide de refroidissement du bloc-cylindres 3 par l'intermédiaire de la conduite d'eau Wl. En outre, l'organe de chauffage à combustion 17 présente à l'intérieur un passage 17a d'eau de refroidissement, à travers lequel passe l'eau de refroidissement de
l'enveloppe d'eau du moteur.
L'eau de refroidissement (représentée par une flèche avec une tige en tirets) s'éecoulant à travers le passage 17a d'eau de refroidissement passe autour d'un espace entourant la chambre de combustion 17d qui est une section de combustion formée a l'intérieur de l'organe de chauffage à combustion 17, et pendant cet écoulement, I'cau de refroidissement est réchauffée en recevant de la chaleur de la chambre de
combustion 17d et les détails de cette opération seront décrits séquentiellement ci-
apres. La chambre de combustion 17d comporte: un cylindre de combustion 17h servant de source de combustion produisant des flammes; et une paroi de separation cylindrique 17c pour recouvrir le cylindre de combustion 17b afin d'empêcher les flammes de s'échapper de ce cylindre. Le cylindre de combustion 17b est recouvert de la paroi de séparation 17c, de telle manière que la chambre de combustion 17d soit définie par la paroi de séparation 17c à l'intérieur. La paroi de séparation 17c est à son tour recouverte par une paroi extérieure 43a d'un corps 43 de chambre de combustion de l'organe de chauffage à combustion 17, avec un intervalle entre la paroi cde séparation 17c et la paroi extérieure 43a. Grâce à cet intervalle, un passage 17a d'eau 16426,dcoc de refroidissement est formé entre une surface intérieure de la paroi extérieure 43a et
la surface extérieure de la paroi de séparation 17c.
La chambre de combustion 17d comporte un orifice 17dl d'alimentation en air
et un orifice 17d2 de décharge de gaz d'échappement, ces orifices étant respec-
tivement directement reliés au passage 33 d'alimentation en air et au passage 35 de
décharge des gaz de combustion.
L'air al s'écoulant du passage 33 d'alimentation en air pénètre dans la chambre de combustion 17d par l'orifice 17dl d'alimentation en air, et il s'écoule ensuite par la chambre de combustion 17d et atteint l'orifice 17da de décharge de gaz d'échappement. Ensuite, le gaz de combustion s'écoule en retour vers la tubulure ou conduite principale d'air 29 pour constituer l'écoulement d'air a2 via le passage 35 de décharge de gaz de combustion. La chambre de combustion 17d prend ainsi la forme d'un passage d'air à travers lequel passe l'air a2 après que l'air al ait été transformé
en air a2 par la combustion dans l'organe 17 de chauffage à combustion.
I)5 L'air a2 qui a été retourné à la tubulure principale 29 via le passage 35 de décharge du gaz de combustion après la combustion dans l'organe de chauffage à combustion 17, constitue en un sens, du gaz d'échappement émis par l'organe de chauffage à combustion. En conséquence, l'air a2 contient de la chaleur et cet air a2 transmet la chaleur qu'il contient en partie à travers la paroi de séparation 17c vers l<) 'eau ou le liquide de refroidissement qui s'écoule à travers le passage 17a d'eau de refroidissement et cette eau est réchauffée, comme décrit ci-dessus. La chambre de
combustion 7d constitue ainsi également un passage d'échange de chaleur.
En même temps, le cylindre de combustion 17b est muni d'un tube d'alimentation en carburant 17e reliant une pompe à carburant nonreprésentée, et le carburant pour la combustion est fourni au cylindre de combustion 17b sous la pression de la pompe à carburant. Le carburant pour la combustion est fourni à l'état vaporisé pour constituer le carburant vaporisé dans l'organe de chauffage à combustion 17 et ce carburant vaporisé est allumé par une source d'allumage non représentée. Le passage 33 d'alimentation en air et le passage 35 de décharge des gaz de combustion sont utilisés uniquement pour l'organe de chauffage à combustion 17. En
conséquence, ces passages appartiennent à l'organe de chauffage à combustion 17.
(Circulation de l'eau ou du liquide de refroidissement)
On va maintenant décrire la circulation de l'eau de refroidissement.
lo420 doc Le passage 17a d'eau de refroidissement comporte un passage 17al d'entrec d'eau de refroidissement relié à l'enveloppe d'eau du bloccylindres 3, et un orifice 17a2 de sortie de décharge de l'eau de refroidissement et relié à l'organe 9 de
chauffage de l'habitacle du véhicule.
L'orifice 17al d'entrée d'eau de refroidissement est relié à l'enveloppe d'eau cdh bloc-cylindres 3 par la conduite d'eau Wl. L'orifice 17a2 de sortie de décharge dc l'eau de refroidissement est relié à l'organe de chauffage 9 de l'habitacle du véhicule par la conduite d'eau W2. L'organe de chauffage à combustion 17 est ainsi relié e l'enveloppe d'eau du bloc-cylindres 3 et à l'organe de chauffage 9 de l'habitacle dls véhicule par les conduites d'eau Wl et W2. L'organe de chauffage 9 de l'habitacle du
véhicule et le bloc-cylindres 3 sont reliés l'un à l'autre par une conduite d'eau W3.
D'une certaine manière, du fait que le bloc-cylindres 3, l'organe de chauffagec 1 combustion 17 et l'organe de chauffage 9 de l'habitacle du véhicule sont reliés Cle utilisant les conduites d'eau Wl, W2 et W3, l'eau de refroidissement dans l'enveloppe d'eau du bloc-cylindres 3 s'écoule à travers le passage 10 de circulation de l'eau dce refroidissement dans lequel l'enveloppe d'eau constitue le point de départ de lt circulation, l'eau ou le liquide de refroidissement s'écoulent dans l'ordre de (1) à (3) comme décrit ci-dessous, et l'eau de refroidissement s'écoule en retour vers l'enveloppe d'eau. Le passage 10 de circulation dans lequel cette circulation est
répétée est ainsi formé.
La circulation de l'eau ou du liquide de refroidissement sera décrite ciaprès cil détail. (1) L'eau de refroidissement s'écoule de l'enveloppe d'eau vers l'orifice 17al d'entrée d'eau de refroidissement de l'organe de chauffage à combustion 17 via la conduite d'eau Wl et elle est réchauffée par l'organe de chauffage; (2) L'eau de refroidissement qui a été réchauffée en (1) ci-dessus s'écoulc vers l'extérieur à travers l'orifice 17a2 de sortie de décharge d'eau (le refroidissement de l'organe de chauffage à combustion 17 pour atteindre l'organe de chauffage 9 de l'habitacle du véhicule via la conduite d'eau W2 (3) après que l'eau de refroidissement a été refroidie par échange deu chaleur avec l'organe de chauffage 9 de l'habitacle du véhicule, et après que l'eau
de refroidissement soit passée sans aucun échange de chaleur lorsque l.
fonctionnement de l'organe de chauffage 9 de l'habitacle du véhicule esi suspendu, I'eau de refroidissement revient à l'enveloppe d'eau via la conduite d'eau W3 16426 doc (Autres composants du corps 43 de chambre de combustion! Le corps 43 de chambre de combustion comporte: un ventilateur de soufflage et une unité centrale de traitement (CPU) 47 qui exécute exclusivement un contrôle de fonctionnement de l'organe de chauffage à combustion 17 et qui est séparée de l'unité électronique de contrôle de moteur (ECU) 46. Si l'organe de chauffage à combustion 17 est prévu pour être contrôlé par un CPU non représenté inclus dans l'unité ECU 46, le CPU 47 n'est pas absolument nécessaire. L'état de sortie de l'organe de chauffage à combustion 17 est transmis à l'unité ECU 46 sous la forme
d'un signal de sortie en provenance de l'organe 17 de chauffage à combustion.
) (L'unité ECU et ses composants afférents) L'unité ECU 46 est reliée électriquement: à divers types de capteurs tels qu'un capteur non représenté de la température de l'air extérieur, qu'un capteur de la température des gaz de combustion, qu'un capteur de vitesse de rotation, et qu'un capteur de température d'eau; à un ventilateur de soufflage 45 et à la pompe à carburant non représentée. En outre, l'unité ECU 46 est alimentée en signaux d'entrée tels que ceux concernant le degré d'ouverture d'un papillon des gaz, pris en général au niveau de la pédale d'accélérateur, qu'un indicateur de taux d'air d'admission et qu'un indicateur de marche d'un moteur de démarreur, et il estime les signaux d'une façon intégrée. L'unité ECU 46 transmet un signal de contrôle de sortie basé sur l'estimation 2) 0 vers l'organe de chauffage à combustion 17 pour contrôler la puissance de sortie de ce dernier. En outre, I'unité ECU 46 transmet des signaux de sortie qui sont utilisés pour l'optimisation d'un taux d'injection de carburant par un système d'injection de carburant qui injecte du carburant vers les cylindres du bloc-cylindres 3 et pour
l'optimisation de l'instant d'injection de carburant.
L'unité CPU 47 pour l'organe de chauffage à combustion 17 fonctionne selon les paramètres de différents types de capteurs et contrôle en conséquence l'état de combustion de l'organe de chauffage à combustion 17. En d'autres termes, on contrôle par l'intermédiaire de l'unité CPU 47, le degré d'activité, la taille et la température de la flamme et similaire de l'organe de chauffage à combustion 17, de telle manière que la température du gaz d'échappement (gaz de combustion) de l'organe de chauffage à
combustion 17 soit contrôlée.
Des ordinogrammes qui sont respectivement représentés sur les figures 3 et 4 sont mis en mémoire dans une mémoire morte ROM non représentée de l'unité ECU 46.
On va maintenant décrire le fonctionnement à partir des ordinogrammes.
16426 doc (Ordinogramme pour les moyens de détermination de la rotation du moteur! Les étapes de traitement dans l'ordinogramme de la figure 3, dans son entier, fonctionnent comme des moyens de détermination de la rotation du moteur pour déterminer si le moteur à combustion tourne ou non. De façon correspondante, les étapes de traitement dans l'ordinogramme de la figure 3 sont dénommées ci-après les
moyens de détermination de la rotation du moteur.
L'ordinogramme comporte les étapes 101 à 104. Les étapes de traitement dans les procédures suivantes, comprenant les étapes de traitement de l'ordinogramme de la figure 4, sont toutes réalisées par l'unité ECU 46. Le symbole S est utilisé comme l1 moyen d'abréviation pour indiquer une étape et, par exemple, l'étape 101 est
simplement indiquée sur les ordinogrammes par S1 01.
A l'étape S 101, on détermine si le moteur de démarreur ou starter tourne ou non
(s'il est mis sous tension), c'est-à-dire en fait si le vilebrequin tourne ou non.
A l'étape S101, lorsque la réponse est affirmative, le traitement passe à l'étape S102, alors que dans le cas o la réponse est négative, le traitement passe à l'étape S103. A l'étape S102, le drapeau F1 indiquant la rotation du vilebrequin est placé cn "1" sous la condition préalable que le vilebrequin tourne. Le traitement consistant (I placer le drapeau de rotation du vilebrequin en "1" est indiqué par un symbole "F1 <-- 1". La signification du symbole FI 6- 1 est en fait qu'aussi longtemps que le vilebrequin tourne, que la rotation soit provoquée par le moteur de démarreur ou pai le déplacement alternatif des pistons entraînés par les courses d'explosion du moteur b
combustion interne, le drapeau F1 est placé sur "1".
A l'étape S103, l'interrogation "allumage coupé ?" signifie que l'on détermine si le distributeur d'allumage est en position coupée ou non, c'est-à-dire en fait si le
vilebrequin tourne ou non.
A l'étape S103, lorsqu'on a déterminé que la réponse est affirmative, le traitement passe à l'étape S104, alors que lorsque la réponse est négative, le
programme est terminé.
A l'étape S104, on place le drapeau FI de rotation du vilebrequin sur "O". Le traitement consistant à placer le drapeau F1 de rotation du vilebrequin sur "O" est indiqué par le symbole "F1 <-- 0". La signification du symbole "F1 <- O" est en fiail que le vilebrequin n'est pas dans un état o il tourne, à savoir que le moteur.à combustion interne n'est pas en service. Après l'exécution du traitement à l'étape
S 104, le programme est terminé.
16420 doc Selon l'ordinogramme, lorsque le drapeau Fl de rotation du vilebrequin est placé sur "1 ", on détermine que le moteur à combustion interne tourne, quel que soit le moyen d'entraînement en rotation du vilebrequin, à savoir aussi longtemps que le vilebrequin est entraîné en rotation, que ce soit par le moteur de démarreur ou par les déplacements alternatifs des pistons entraînes par les courses d'explosion du moteur à combustion interne. Au contraire, lorsque le drapeau Fl de rotation du vilebrequin est placé sur "O", on détermine que le moteur à combustion interne ne tourne pas du fait que le vilebrequin n'est pas à l'état rotatif (Ordinogramme représentant un programme de contrôle de fonctionnement pour l'organe de chauffage à combustion 17) L'ordinogramme représenté à la figure 4 sert à contrôler l'allumage et la
combustion de l'organe de chauffage à combustion 17.
Cet ordinogramme comporte les étapes 201 à 209.
A l'étape S201, on détermine si le drapeau Fl de rotation du vilebrequin est ou non placé sur "1" en utilisant un symbole d'égalité "F1 = 1 ?". Lorsque la réponse est affirmative, le traitement passe à l'étape S202 alors que lorsque la réponse est
négative, le traitement passe à l'étape S207.
A l'étape S202, en utilisant le symbole d'inégalité "THW < THWO ?", on détermine si la température de l'eau de refroidissement du moteur THW est ou non
inférieure à une température prédéterminée THWO qui constitue une valeur prédé-
terminée. La température THW de l'eau de refroidissement du moteur constitue l'un parmi divers facteurs utilisés comme critères pour déterminer l'activation de l'organe de chauffage à combustion 17. A l'étape S202, lorsque la réponse est affirmative, le
traitement passe à l'étape S203, alors que lorsque la réponse est négative, le traite-
ment passe à l'étape S216.
A l'étape S203, on détermine si un drapeau F2 d'allumage de l'organe de chauffage à combustion est ou non placé sur "1" en utilisant le symbole d'inégalité "F2 = 1 ?". Lorsque la réponse est affirmative, le traitement passe à l'étape S204, alors
que si la réponse est négative, le traitement passe à l'étape S205.
A l'étape S204, la combustion qui produit des flammes est réalisée dans la chambre de combustion 17d de l'organe de chauffage à combustion 17 et, en outre, l'amplitude et la force des flammes ou similaires est contrôlée. Le contrôle associé aux flammes est généralement indiqué comme étant le contrôle de combustion. Le
programme est en conséquence terminé.
A l'étape S205, le traitement de l'allumage de l'organe de chauffage i combustion 17, c'est-à-dire la fourniture d'une flamme d'allumage pour provoquer des flammes dans l'organe de chauffage à combustion 17 est réalisé, ce qui est indiqué en
utilisant le terme "sous-contrôle".
A l'étape S206, le fait de placer le drapeau F2 d'allumage de l'organe dc chauffage à combustion sur "1" est indiqué par le symbole "F2 e- 1". La signification du symbole "F2 v- 1" est que lorsque l'organe de chauffage à combustion 17 est i l'état allumé, c'est-à-dire lorsque le traitement à l'étape S205 a été réalisé, le drapeau F2 est placé sur "1". Après l'achèvement du traitement à l'étape S206, ce programnime est terminé, On retourne ensuite à l'étape S201. A l'étape S207, à laquelle le traitement a avancé de S201 si une détermination négative est indiquée, le traitement similaire i< l'étape S203 est réalisé et on détermine si le drapeau F2 d'allumage de l'organe de chauffage à combustion 17 est à "1", en utilisant le symbole d'égalité "F2 1' Lorsque la réponse est affirmative, le traitement passe à l'étape S208 alors que si la
réponse est négative, le programme est terminé.
A l'étape S208, le traitement consistant à arrêter le fonctionnement de l'organe de chauffage à combustion 17 est réalisé, ce qui est indiqué par le terme 'hors contrôle". A l'étape S209, le fait de placer le drapeau F2 d'allumage de l'organe de chauffage à combustion 17 sur "O" est indiqué par un symbole "F2 - O qui signifie que l'organe de chauffage à combustion 17 est arrêté. Lorsque le traitement à l'étape S208 a été réalisé, le drapeau F2 est placé sur "O" à l'étape S209. Après l'achèvemeni
du traitement à l'étape S209, le programme est terminé.
On peut comprendre de la description de la figure 4 que les moyens permettanit
le début de l'activation de l'organe de chauffage, permettent le début de l'activation cl.
l'organe de chauffage à combustion 17 uniquement lorsque l'on a déterminé à l'étape S201 que le moteur I est en rotation. En conséquence, le traitement à l'étape S201 est dénommé ci-après les moyens permettant le début de l'activation de l'organe dc
chauffage.
(Fonctionnement et effet du mode de réalisation) On va décrire ensuite le fonctionnement et l'effet de l'organe de contrôle de li puissance de sortie de l'organe de chauffage à combustion selon le mode de réalisation.
16426 do.
Selon l'organe de contrôle de la puissance de sortie de l'organe de chauffage à combustion, c'est uniquement lorsque les moyens de détermination de la rotation du moteur ont déterminé que le moteur I tourne que le début de l'activation de l'organe de chauffage à combustion 17 est autorisé. En fait, à moins que l'on n'obtienne un résultat affirmatif au cours de la détermination de la rotation par les moyens de détermination de la rotation du moteur, l'organe de chauffage à combustion n'est pas activé et par conséquent du gaz de combustion n'est pas produit en provenance de l'organe de chauffage à combustion 17, avant la rotation du vilebrequin. En d'autres termes, c'est uniquement lorsque le vilebrequin tourne que du gaz de combustion est produit pour la première fois. En conséquence, avant la rotation du vilebrequin, il ne se produit absolument aucun écoulement en retour du gaz de combustion en provenance de l'organe de chauffage à combustion 17 vers la zone amont du tube principal 29 du fait que le gaz de combustion lui-même n'existe pas. De façon correspondante, aucun dommage thermique ne peut imposé à l'organe de filtre à air
1 i 13 situé du côté amont du tube principal 29.
Pour la prévention d'éventuels dommages thermiques, à la différence de l'art antérieur, il n'est pas nécessaire de prévoir une valve d'ouverture/fermeture et un organe de contrôle de valve dans le système d'admission d'air, et en conséquence, le
système d'admission d'air peut être réalisé de façon beaucoup plus simple.
En outre, le gaz de combustion est produit par l'organe de chauffage à combustion 17 uniquement lorsque le moteur tourne et, dans ce cas, le gaz de combustion de l'organe de chauffage à combustion 17 s'écoule toujours vers les cylindres du moteur 1. De plus, la quantité de gaz de combustion émise en provenance de l'organe de chauffage à combustion 17 est considérablement plus élevée que dans 2 i le cas o l'on utilise simplement une bougie d'allumage ou bien un organe de chauffage électrique de l'air d'admission de la façon qui a été décrite ci-dessus au
début de la description de l'art antérieur. En conséquence, du fait que le gaz
d'échappement à température élevée de l'organe de chauffage à combustion 17 est aspiré dans les cylindres, les températures des cylindres en cas de démarrage pour une 3/) température extérieure plutôt basse, peuvent être augmentées au niveau nécessaire et suffisant. Il en résulte que la performance de démarrage peut être améliorée sans qu'il soit nécessaire d'utiliser un dispositif de réchauffage tel qu'une bougie d'allumage. De façon correspondante, même lorsque l'on diminue le taux de compression, la performance de démarrage du moteur à combustion interne par temps froid peut être maintenue sans dégradation, et même sans avoir à utiliser une batterie de grande I o42o doc 1X capacité. En outre, lorsque la détermination de rotation assurant que le moteur Diesel 1 tourne est réalisée par les moyens de détermination de rotation de moteur, il n'est pas toujours nécessaire que l'organe de chauffage à combustion soit actionné. Mêmem lorsque la détermination de rotation a été effectuée, I'organe de chauffage à combustion peut être contrôlée de telle façon qu'il ne soit pas activé lorsque l'on i déterminé que le moteur I a été déjà suffisamment réchauffé, c'est-à-dire lorsque I: température de l'eau ou du liquide de refroidissement du moteur est égale ou supérieure à une valeur prédéterminée THWO. On peut ainsi éviter la production
inutile de gaz de combustion.
Bien entendu, la présente invention n'est pas limitée au mode de réalisation décrit et représenté, mais couvre tous les modes équivalents accessibles à l'homme de l'art. 16426.doc
Claims (2)
1.- Dispositif de contrôle de la puissance de sortie d'un organe de
chauffage à combustion qui introduit du gaz de combustion dans un système d'admis-
sion d'air d'un moteur à combustion interne afin d'accélérer le réchauffage du moteur à combustion interne, comprenant des moyens de détermination de la rotation du moteur (figure 3) pour déterminer si le moteur à combustion interne (1) tourne ou non; et des moyens (5201) permettant le départ ou début de l'activation de l'organe de l o chauffage pour permettre le début de l'activation de l'organe de chauffage à combustion uniquement lorsque la détermination de la rotation du moteur à combustion interne (1) a été réalisée par les moyens de détermination de rotation de moteur. 1 5 2.- Dispositif de contrôle de la puissance de sortie d'un organe de chauffage à combustion selon la revendication 1, dans lequel la détermination de la rotation par les moyens de détermination de rotation de moteur (figure 3) est réalisée pendant l'entraînement du moteur à combustion interne (1) par le démarreur (moteur
de démarrage).
3.- Dispositif de contrôle de la puissance de sortie d'un organe de chauffage à combustion selon la revendication 1 ou 2, dans lequel même si les moyens de détermination de rotation déterminent que le moteur à combustion interne (1) tourne ont été réalisés par les moyens de détermination de rotation de moteur (figure 3), l'organe de chauffage à combustion (17) n'est pas activé lorsque la température
d'un élément (W1) afférent au moteur est égale ou supérieure à une valeur pré-
déterminée. [ t'426 doc
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|---|---|---|---|
| ST | Notification of lapse |
Effective date: 20051230 |