FR2849675A1 - Moteur a combustion interne et procede de commande du calage des soupapes - Google Patents
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Abstract
Un moteur à combustion interne comprend : un moyen de calage de soupapes variable (200, 201) destiné à modifier un calage de soupape d'au moins l'une d'une soupape d'admission (60) et d'une soupape d'échappement (70), un moyen de détection de pression (230, 231) destiné à détecter une pression d'admission et une pression d'échappement du moteur à combustion interne qui pulse en association avec les actions du piston, de la soupape d'admission et de la soupape d'échappement, et un moyen de commande (250) destiné à régler le calage de soupapes sur la base d'une relation des amplitudes entre la pression d'admission et la pression d'échappement détectées par le moyen de détection de pression.
Description
MOTEUR A COMBUSTION INTERNE ET PROCEDE DE COMMANDE DU CALAGE DES SOUPAPES
ARRIERE-PLAN DE L'INVENTION 1. Domaine de l'invention L'invention se rapporte à un moteur à combustion interne équipé d'un mécanisme de commande destiné à commander le calage (calage variable) d'ouverture/fermeture des soupapes d'admission et d'échappement et à un procédé de commande de celui-ci. 10 2. Description de la technique apparentée Il est connu que dans les moteurs à combustion interne, l'air d'admission et l'air d'échappement pulsent dans leurs conduites respectives en association avec les actions d'ouverture et de fermeture des soupapes et les actions des 15 pistons. Une telle pulsation de pression d'admission et pulsation de pression d'échappement a lieu habituellement en raison de la "réflexion" des variations de pression provoquées par les soupapes d'admission et les soupapes d'échappement, et une telle réflexion peut avoir lieu au niveau d'un réservoir de 20 tranquilisation, d'un pot catalytique, etc., qui sont prévus dans les conduits d'admission et d'échappement, plus particulièrement au niveau de leurs orifices ou de parties présentant une aire en section transversale accrue. Si la période d'une telle pulsation d'admission et d'échappement et le 25 calage d'ouverture/fermeture des soupapes d'admission et d'échappement sont synchronisés, le flux entrant d'air frais provenant du tuyau d'admission dans les chambres de combustion sera accéléré de façon à améliorer l'efficacité de la charge d'admission et l'efficacité de l'échappement du gaz brlé depuis 30 les chambres de combustion dans le tuyau d'échappement sera améliorée. En association avec cela, on connaît des technologies dans lesquelles une pulsation d'admission et un effet d'inertie d'admission sont utilisés pour régler l'efficacité de la charge 35 d'admission de façon à augmenter la puissance du moteur. Un moteur à combustion interne connu qui adopte une telle technologie comprend un mécanisme de basculement des caractéristiques des soupapes destiné à commander l'angle de fonctionnement des cames par basculement entre deux cames 40 disposées sur un arbre à cames d'admission, un mécanisme de soupapes à phase variable permettant de modifier le calage d'ouverture/fermeture des soupapes d'admission vers un côté en retard et un côté en avance en commandant la phase de rotation de l'arbre à cames d'admission, un mécanisme de variation de 5 longueur du tuyau d'admission destiné à faire varier la fréquence caractéristique des ondes de pression d'une pulsation d'admission et régler ainsi la caractéristique de synchronisation en modifiant la longueur du tuyau d'admission.
Dans ce moteur à combustion interne, une pulsation d'admission 10 et l'effet d'inertie d'admission- correspondant au régime de rotation du moteur peuvent être obtenus en modifiant l'angle de fonctionnement des cames d'admission par pas, et en modifiant la phase des cames d'admission (vers le côté en retard ou en avance) ainsi qu'en modifiant la période de la pulsation 15 d'admission par pas. Donc, ce moteur à combustion interne est avantageux pour augmenter la puissance. En tant que documentation des brevets qui décrit la technologie de moteur à combustion interne qui précède, la documentation de brevets suivante 1 est citée.
[Documentation de brevet 1] Publication mise à la disposition du public d'une demande de brevet japonais NO 2000-328 971 En ce qui concerne le côté échappement, on connaît une technologie dans laquelle la pression d'échappement est détectée 25 et le calage d'ouverture/fermeture des soupapes est réglé en conséquence de façon à améliorer l'efficacité du balayage qui dépend de la fixation d'échappement, et améliore donc l'efficacité de la charge d'admission. En tant que documentation des brevets qui décrit une telle technologie de moteur à 30 combustion interne, la documentation de brevet suivante 2 est citée. [Documentation de brevet 21 Publication mise à la disposition du public d'une demande de brevet japonais NO 11-22499 Cependant, un problème avec les moteurs à combustion interne décrits ci-dessus est qu'il est difficile de toujours obtenir un calage optimal des soupapes. C'est-à-dire que même si la phase de la came d'admission est réglée sur la base de valeurs expérimentales ou de valeurs de conception de façon à obtenir un 40 calage optimal des soupapes dans un certain domaine de fonctionnement, ce calage peut ne pas toujours être optimal en fait car le type ou la caractéristique de la pulsation d'admission cité ci-dessus varie en raison des changements dus au vieillissement ou des différences individuelles dans le 5 moteur, etc. En outre, si des cames sont employées pour ouvrir et fermer les soupapes, il existe une corrélation entre l'instant d'ouverture et l'instant de fermeture des soupapes, de sorte que les domaines o la pulsation d'admission est correctement utilisée durant divers états du fonctionnement du 10 moteur sont limités. C'est-à-dire qu'il existe de nombreux domaines o l'effet dynamique de l'admission ne peut pas être complètement utilisé en raison d'une réponse insuffisante à des variations d'une pulsation d'admission suivant l'état de fonctionnement. RESUME DE L'INVENTION C'est un objectif de l'invention de résoudre les problèmes mentionnés précédemment, c'est-à-dire sélectionner automatiquement des instants d'ouverture/fermeture de soupape optimaux en utilisant les pulsations de pression d'admission et 20 d'échappement dans divers états de fonctionnement d'un moteur à combustion interne, de façon à améliorer les performances du moteur. De manière à atteindre les objectifs mentionnés précédemment au moins partiellement, un moteur à combustion interne conforme 25 à un premier aspect de l'invention adopte la conception suivante. C'est-à-dire qu'un moteur à combustion interne comprend un cylindre, un piston, une soupape d'admission, une soupape d'échappement, un mécanisme de calage de soupapes variable permettant qu'un instant de fonctionnement d'au moins 30 l'une de la soupape d'admission et de la soupape d'échappement soit modifié, un détecteur de pression qui détecte une pression d'admission et une pression d'échappement à l'intérieur du moteur à combustion interne, chacune étant pulsée en association avec les actions du piston, de la soupape d'admission et de la 35 soupape d'échappement, et un moyen de commande qui règle l'instant de fonctionnement sur la base d'une relation d'amplitude entre la pression d'admission et la pression d'échappement détectée par le détecteur de pression.
De même, l'invention se rapporte à un procédé de commande de 40 la combustion d'un moteur à combustion interne comprenant un cylindre, un piston, une soupape d'admission, une soupape d'échappement, et un mécanisme de calage de soupapes variable permettant de modifier un instant de fonctionnement d'au moins l'une de la soupape d'admission et de la soupape d'échappement. 5 Le procédé comprend: détecter une pression d'admission et une pression d'échappement à l'intérieur du moteur à combustion interne, lesquelles pulsent en association avec les actions du piston, de la soupape d'admission, et de la soupape d'échappement, et régler l'instant de fonctionnement de chaque 10 soupape sur la base d'une relation d'amplitude entre la pression d'admission et la pression d'échappement.
Conformément au moteur à combustion interne selon le premier aspect de l'invention et le procédé de commande de ce même moteur, en dépit de variations de divers états de fonctionnement 15 du moteur à combustion interne, par exemple des variations du régime de rotation du moteur, etc., à la fois la pression d'admission en pulsation et la pression d'échappement en pulsation dans l'état actuel sont détectées. Sur la base de la relation des amplitudes entre la pression d'admission et la 20 pression d'échappement, l'instant d'ouverture/fermeture de la soupape est réglé. Le moyen de calage de soupapes variable amène les soupapes à s'ouvrir et se fermer en utilisant l'instant d'ouverture/fermeture réglé. C'est-à-dire que même si la période et l'amplitude de la pulsation de la pression d'échappement et 25 de la pulsation de la pression d'admission varient suivant les états de fonctionnement, le calage désiré des soupapes dans le présent état peut être déterminé et de ce fait l'instant d'ouverture/fermeture de soupape peut être réglé arbitrairement.
Pour cette raison, le calage des soupapes peut être réglé en 30 utilisant la pulsation de la pression d'admission et la pulsation de la pression d'échappement, selon les besoins.
Dans le moteur décrit ci-dessus, il est préférable que le réglage de l'instant de fonctionnement soit tel que l'instant d'achèvement d'une action d'ouverture ou de fermeture de la 35 soupape soit déterminé sur la base de la relation des amplitudes entre la pression d'admission et la pression d'échappement détectée par le détecteur de pression, et un instant de début d'une telle action de la soupape soit réglé de façon à terminer l'action de la soupape à l'instant déterminé.
Dans le procédé décrit ci-dessus, il est préférable que le réglage de l'instant de fonctionnement soit tel qu'un instant d'achèvement d'une action d'ouverture ou de fermeture de la soupape soit déterminé sur la base de la relation des amplitudes 5 entre la pression d'admission et la pression d'échappement, et un instant de début d'une telle action de la soupape soit réglé de façon à terminer l'action de la soupape à l'instant déterminé. Avec le moteur ou le procédé ainsi modifié, les instants 10 auxquels les soupapes commencent- à s'ouvrir et les instants auxquels les soupapes sont complètement fermées, sont calculés sur la base d'un résultat d'une détection de la pression d'admission et de la pression d'échappement. Sur la base des instants calculés, les instants de début des actions des 15 soupapes sont réglés de sorte que les actions des soupapes seront terminées. De ce fait, il devient possible de régler les calages des soupapes en prenant en compte le temps de transition et le délai de réponse des soupapes.
Le moyen de commande peut être un moyen destiné à régler 20 l'instant d'ouverture de la soupape d'échappement de manière à ce qu'une onde de pression négative qui forme une partie à pression minimum d'une pression d'échappement qui pulse dans un cylindre du moteur à combustion interne atteigne le voisinage de la soupape d'échappement à l'instant d'un point mort haut du 25 temps d'échappement du piston. En avançant ou en retardant l'instant d'ouverture de la soupape d'échappement, la phase de la pulsation de la pression d'échappement est réglée. Grâce à cet ajustement, l'onde de pression négative qui forme une partie à pression minimum de la pression d'échappement en pulsation 30 atteint le voisinage de la soupape d'échappement à l'instant du point mort haut du temps d'échappement du piston (durant la période de chevauchement durant laquelle à la fois la soupape d'admission et la soupape d'échappement sont ouvertes) . Pour cette raison, le gaz brlé est extrait en raison d'une pression 35 négative, de sorte que l'efficacité du balayage s'améliorera et l'efficacité de la charge d'admission s'améliorera.
En outre, le moyen de commande peut être un moyen destiné à régler l'instant de fermeture de la soupape d'admission sur la base d'un instant auquel une onde de pression positive qui forme 40 une partie de pression maximum de la pression d'admission qui pulse dans un cylindre du moteur à combustion interne atteint le voisinage de la soupape d'admission du cylindre. La soupape d'admission est fermée après que l'onde de pression positive, qui forme une partie de pression maximum de la pression 5 d'admission en pulsation, a atteint le voisinage de la soupape d'admission. Pour cette raison, un phénomène dans lequel le mélange aircarburant chargé dans la chambre est refoulé du côté admission, est empêché.
Le moteur à combustion interne de l'invention peut en outre 10 comprendre un système d'admission/échappement variable qui fait varier au moins l'une d'une longueur efficace de tuyau et d'un diamètre intérieur de tuyau de chacun d'un tuyau d'admission et d'un tuyau d'échappement. Dans un tel moteur à combustion interne, l'amplitude et la période de la pulsation de la 15 pression d'admission et de la pulsation de la pression d'échappement peuvent être modifiées en faisant varier les longueurs de tuyaux et les diamètres intérieurs des tuyaux pour les tuyaux d'admission et d'échappement en utilisant le système d'admission/échappement variable. Il en résulte que dans un 20 certain domaine, l'effet dynamique d'une pulsation est utilisé de façon à améliorer l'efficacité de la charge d'admission. Même si l'amplitude et la période de la pulsation de pression sont modifiées par le système d'admission/échappement variable, les calages des soupapes sont réglés sur la base des pressions 25 détectées à l'état actuel. Pour cette raison, des calages de soupapes appropriés peuvent être réglés sur une large plage au lieu de seulement un domaine limité, de sorte que les performances du moteur à combustion interne peuvent être améliorées. En outre, le moyen de commande peut déterminer si le système d'admission/échappement variable présente une anomalie sur la base d'au moins l'une d'une pression dans le tuyau d'admission et d'une pression dans le tuyau d'échappement qui reflète la longueur efficace du tuyau et le diamètre intérieur du tuyau de 35 chaque tuyau. Même si une variation de la longueur efficace du tuyau ou du diamètre intérieur du tuyau ne peuvent pas être obtenues par le système d'admission/échappement variable en raison d'une panne ou d'un défaut de fonctionnement, les calages des soupapes sont réglés conformément aux pressions détectées 40 dans l'état actuel. En outre, en comparant le calage des soupapes correspondant à cette situation à un calage des soupapes appris ou détecté auparavant, l'emplacement d'une panne ou d'un défaut de fonctionnement dans le système d'admission/échappement variable peuvent être déterminés. Pour 5 cette raison, l'emplacement d'une anomalie dans le système d'admission et le système d'échappement peuvent être identifiés, en contribuant ainsi à un diagnostic de panne.
En outre, dans le moteur à combustion interne, le moyen de détection de pression peut inclure des capteurs disposés dans un 10 tuyau d'admission et un tuyau d'échappement de chaque cylindre d'une pluralité de cylindres du moteur à combustion interne.
Chaque cylindre peut être muni d'un capteur de pression, et le calage de soupape convenant à chaque cylindre peut être réglé sur la base de la pression d'admission en pulsation et de la 15 pression d'échappement en pulsation détectées par l'intermédiaire du capteur de pression de chaque cylindre. Pour cette raison, il devient possible de régler les calages des soupapes en correspondance avec des petites différences des fluctuations de pression d'admission/d'échappement parmi les 20 cylindres.
En outre, le moyen de variation de calage des soupapes peut inclure un mécanisme d'actionnement électromagnétique de soupape qui utilise une force électromagnétique pour ouvrir et fermer une soupape. Le mécanisme d'actionnement électromagnétique de 25 soupape qui utilise une force électromagnétique commande les actions d'ouverture et de fermeture des soupapes en ajustant le courant de magnétisation fourni au travers des bobinages. De ce fait, les calages des soupapes peuvent être réglés indépendamment de la rotation du vilebrequin du moteur à 30 combustion interne. Les calages des soupapes peuvent également être réglés grâce à l'utilisation d'un mécanisme d'actionnement de soupape mécanique variable.
BREVE DESCRIPTION DES DESSINS
Les objectifs, caractéristiques et avantages de l'invention 35 qui précèdent et/ou d'autres, seront davantage mis en évidence d'après la description suivante des modes de réalisation préférés faisant référence aux dessins annexés, dans lesquels des références numériques identiques sont utilisées pour représenter des éléments identiques et dans lesquels: La figure 1 est un schéma synoptique simplifié illustrant la conception d'un système dans lequel un moteur à combustion interne conforme à un premier mode de réalisation de l'invention est installé.
La figure 2 est une vue en coupe longitudinale simplifiée d'un cylindre.
La figure 3 est une vue en coupe simplifiée d'un mécanisme d'actionnement électromagnétique de soupape d'admission.
Les figures 4A et 4B indiquent des relations d'un angle de 10 vilebrequin avec la pression *d'admission et la pression d'échappement. La figure 5 est un organigramme d'un traitement destiné à déterminer un instant d'ouverture de soupape d'échappement.
La figure 6 est un organigramme d'un traitement destiné à 15 déterminer un instant d'ouverture de soupape d'admission.
La figure 7 est un organigramme d'un traitement destiné à déterminer un instant de fermeture d'une soupape d'échappement.
La figure 8 est un organigramme d'un traitement destiné à déterminer un instant de fermeture d'une soupape d'admission.
La figure 9 est un organigramme illustrant une commande d'un instant de démarrage de soupape conforme à un second mode de réalisation. Les figures 10A à 10C sont des schémas indiquant des relations entre l'angle du vilebrequin et le délai de réponse 25 d'ouverture/fermeture des soupapes.
La figure 11 est une vue en coupe longitudinale simplifiée d'un cylindre d'un système équipé d'un moteur à combustion interne conforme à un troisième mode de réalisation de l'invention. La figure 12 est un organigramme illustrant une commande de calage de soupapes conforme au troisième mode de réalisation.
La figure 13 est un schéma indiquant des relations de l'angle de vilebrequin avec la pression d'admission et la pression d'échappement dans la commande de calage de soupapes du 35 troisième mode de réalisation.
La figure 14 est un organigramme illustrant un procédé de détermination d'anomalie pour un système à admission variable.
DESCRIPTION DETAILLEE DES MODES DE REALISATION PREFERES
Les modes de réalisation préférés de l'invention seront 40 décrits ciaprès en faisant référence aux dessins annexés. La figure 1 est un schéma synoptique simplifié illustrant la conception d'un moteur à combustion interne 10 conforme à un premier mode de réalisation de l'invention. La figure 2 représente de façon simplifiée une coupe longitudinale de chaque 5 cylindre 20 de ce moteur 10. Le moteur 10 est un moteur à quatre cylindres comportant quatre cylindres 20. Le moteur 10 comprend un bloccylindres 30, des pistons 40 qui vont et viennent à l'intérieur du bloccylindres 30, une culasse 50, des soupapes d'admission 60 et des soupapes d'échappement 70 disposées sur la 10 culasse 50, etc. Le moteur 10 adopte un système à quatre soupapes dans lequel chaque cylindre 20 est muni de deux soupapes d'admission 60 et de deux soupapes d'échappement 70.
Chaque cylindre 20 comporte une chambre de combustion 20 qui est entourée du bloc-cylindres 30, de la culasse 50 et du piston 15 correspondant parmi les pistons 40 et est donc définie par ceux-ci. La culasse 50 est munie de bougies d'allumage 85 destinées à allumer un mélange air- carburant comprimé à l'intérieur des chambres de combustion 20.
La culasse 50 comporte des orifices d'entrée 65 qui sont 20 reliés à un collecteur d'admission 90. Le collecteur d'admission comporte des conduits d'admission 95 qui sont munis d'injecteurs de carburant 100. Les injecteurs de carburant 100 injectent une quantité T de carburant correspondant à l'état de fonctionnement du moteur dans les cylindres respectifs 20. Le 25 collecteur d'admission 90 raccordé aux cylindres 20 est raccordé à une conduite d'admission 120 par l'intermédiaire d'un réservoir de tranquilisation 110. La conduite d'admission 120 est munie d'un débitmètre d'air 115 destiné à détecter la quantité Q d'air d'admission. La conduite d'admission 120 est 30 raccordée à un filtre à air 130. Donc, de l'air filtré par l'intermédiaire du filtre à air 130 est reçu en entré. Le débitmètre d'air 115 détecte la quantité Q d'air d'admission pour une commande de rapport air-carburant afin d'obtenir un mélange air-carburant approprié. La conduite d'admission 120 est 35 munie d'un papillon des gaz 140 qui règle la quantité d'air fournie au moteur 10.
La culasse 50 comporte des orifices d'échappement 75 qui sont raccordés à un collecteur d'échappement 160. Le collecteur d'échappement 160 est constitué de deux tuyaux d'échappement à 40 bifurcation 160a et 160b formant un système d'échappement généralement qualifié de double, dans lequel deux cylindres qui n'interfèrent pas l'un avec l'autre dans la séquence de combustion sont reliés à un seul conduit d'échappement. Chacun des tuyaux d'échappement à bifurcation 160a, 160b comporte deux 5 conduits d'échappement 105, et l'extrémité de chacun des deux conduits d'échappement 105 o ils se rejoignent est raccordée à un tuyau de collecteur 180a ou 180b par l'intermédiaire d'un pot catalytique 150a ou 150b. Les tuyaux collecteurs 180a, 180b sont tous deux raccordés à un tuyau d'échappement 190 par 10 l'intermédiaire d'un autre pot catalytique 175.
Les gaz d'échappement provenant du premier cylindre et du quatrième cylindre circulent au travers du tuyau de dérivation d'échappement 160a, et se regroupent ensuite pour circuler au travers du tuyau de collecteur 180a. Les gaz d'échappement 15 provenant du troisième cylindre et du second cylindre circulent au travers du tuyau de dérivation d'échappement 160b, puis se regroupent pour circuler au travers du tuyau de collecteur 180b.
Les gaz provenant de tous les cylindres 20 se regroupent finalement dans le tuyau d'échappement 190. Le gaz d'échappement 20 est sensiblement purifié par les convertisseurs catalytiques 150a, 150b, 175 avant d'être relâchés. Chacun des tuyaux de dérivation d'échappement 160a, 160b du collecteur d'échappement 160 comporte un capteur de concentration d'oxygène 170 destiné à détecter la concentration de l'oxygène dans le gaz 25 d'échappement. L'orifice d'admission 65 et l'orifice d'échappement 75 de chaque cylindre 20 sont munis de capteurs de pression 230, 231 destinés à détecter la pression en pulsation dans les lumières d'admission 65 et la pression en pulsation dans les lumières d'échappement 75. Les capteurs de pression 30 230, 231 sont reliés à une unité de commande électronique ECU 250 qui sera décrite ci-dessous.
La culasse 50 est munie de mécanismes d'actionnement électromagnétique de soupapes 200, 201 qui ouvrent et ferment les soupapes d'admission 60 et les soupapes d'échappement 70 en 35 utilisant une force électromagnétique. Une vue simplifiée en coupe du mécanisme d'actionnement électromagnétique de soupape 200 est représentée sur la figure 3. On notera que la structure du côté soupape d'échappement est sensiblement la même que celle indiquée sur la figure 3. En se référant à la figure, le 40 mécanisme d'actionnement électromagnétique de soupape 200 1l comprend un culot 340, des ressorts 320, 330, un bobinage électromagnétique 300, un bobinage électromagnétique inférieur 310, une armature 350, et un axe 360. L'axe 360 est disposé en contact avec une extrémité d'une soupape d'admission 60 de 5 manière à ce qu'il puisse se déplacer en même temps que la soupape d'admission 60 en va-et-vient le long de sa direction axiale. Au- dessus et en dessous de l'axe 360 dans sa direction axiale, sont disposés les ressorts 320, 330, chacun supportant l'axe 360. En passant par l'axe 360, les ressorts 320, 330 10 maintiennent la soupape d'admission 60 à une position neutre entre une position de soupape ouverte et une position de soupape fermée. L'armature 350 faite d'un matériau magnétique doux est disposée près du centre de l'axe 360. Le culot 340 est muni du bobinage électromagnétique supérieur 300 et du bobinage 15 électromagnétique inférieur 310 qui sont disposés au-dessus et en dessous de l'armature 350.
Lorsque le bobinage électromagnétique supérieur 300 reçoit un courant de magnétisation, une force électromagnétique est générée de sorte que l'armature 350 est attirée vers le bobinage 20 électromagnétique supérieur 300. Lorsque l'armature 350 est ainsi déplacée, c'est-à-dire lorsque l'axe 360 est déplacé, la soupape d'admission 60 se ferme. Lorsque le bobinage électronique inférieur 310 reçoit un courant de magnétisation, une force électromagnétique est générée de sorte que l'armature 25 350 est attirée vers le bobinage électromagnétique inférieur 310. Lorsque l'armature 350 est ainsi déplacée, la soupape d'admission 60 s'ouvre. En réglant l'instant d'application du courant au bobinage électromagnétique supérieur 300 et au bobinage électromagnétique inférieur 310, l'instant d'ouverture/fermeture de chaque soupape est commandé. L'unité ECU 250 calcule les instants d'ouverture et de fermeture des soupapes comme décrit ci-dessous en utilisant des signaux provenant des capteurs de pression 230, 231 disposés dans les lumières d'admission et d'échappement 65, 75 et détermine 35 l'instant d'application du courant aux mécanismes d'actionnement électromagnétique des soupapes 200, 201.
De même que la commande ci-dessus pour les instants d'ouverture/fermeture des soupapes, l'unité ECU 250 exécute diverses autres commandes concernant la quantité d'injection de 40 carburant t, l'instant d'injection de carburant, etc., de façon à obtenir un état de combustion optimal dans divers états de fonctionnement. Pour permettre de telles commandes, l'unité ECU 250 est reliée aux capteurs suivants pour détecter des conditions du véhicule.
La pédale d'accélérateur du véhicule est munie d'un capteur de position d'accélérateur 172, qui fournit en sortie une tension proportionnelle à la valeur d'enfoncement a de la pédale d'accélérateur. Un capteur d'angle de vilebrequin 174 détecte l'angle de rotation CA d'un vilebrequin et fournit en sortie un 10 signal d'impulsion à chaque angle de rotation prédéterminé du vilebrequin. La culasse 30 du moteur 10 est munie d'un capteur de température d'eau 182 qui détecte la température T de l'eau de refroidissement du moteur 10.
L'unité ECU 250 applique en entrée la valeur de 15 l'enfoncement aX de la pédale d'accélérateur, le degré d'ouverture 0 du papillon des gaz 140, le régime de rotation du moteur NE sur la base de l'angle du vilebrequin CA, de la température d'eau T, de la quantité d'air d'admission Q, des signaux provenant des capteurs de concentration d'oxygène 170, 20 et applique également en entrée des signaux pour déterminer l'état de fonctionnement du véhicule, par exemple un signal provenant d'un capteur de vitesse de véhicule V (non représenté) ou autre, et détermine alors la quantité d'injection de carburant T vers les soupapes d'injection de carburant 100. La 25 quantité d'injection de carburant T est déterminée en réglant une durée d'injection sur la base de la quantité d'air d'admission Q provenant du débitmètre d'air 115 et du signal CA provenant du capteur d'angle de vilebrequin 174, et en corrigeant la durée d'injection établie sur la base par exemple des informations 30 obtenues grâce au capteur de température d'eau 182 concernant le fait que le moteur 10 est dans un état froid, les informations obtenues grâce aux capteurs de concentration en oxygène 170 indépendamment du fait que le rapport air-carburant convienne, etc. Ce mode de réalisation adopte un procédé d'injection 35 indépendant qui permet que les quantités d'injection de carburant t des cylindres 20soient commandées indépendamment les unes des autres.
Avant la description d'un procédé de commande de calage de soupapes exécuté dans l'invention, la pulsation de la pression 40 d'admission et de la pression d'échappement sera décrite. La figure 4A indique les relations de l'angle du vilebrequin avec la pression d'admission et la pression d'échappement. La figure 4B indique une relation entre l'angle du vilebrequin et la valeur de la levée de soupape. Sur la figure 4A, une ligne 5 continue JD indique la pression dans la lumière d'échappement 75, et une ligne en pointillé BC indique la pression dans la lumière d'admission 65. Comme indiqué sur la figure 4A, la pression indiquée par la ligne continue JD augmente brutalement immédiatement après que la soupape d'échappement 70 est ouverte. 10 Une onde de pression positive apparaissant lorsque la soupape est ouverte devient une onde de pression négative en raison d'une réflexion provenant d'une partie d'orifice, et l'onde de pression négative se propage vers la soupape d'échappement 70 de sorte que la pression dans la lumière d'échappement 75 pulse. 15 Alors, la pression d'échappement atteint un minimum (point D sur la figure 4A) et monte en raison de la propagation des ondes de pression générées dans les autres cylindres 20, et chute à nouveau. Durant un cycle pendant lequel tous les cylindres 20 subissent une combustion dans ceux-ci, une pulsation 20 d'échappement présentant des pics positifs et des pics négatifs multiples tels qu'indiqués sur la figure 4A, a lieu.
La pression indiquée par la ligne en pointillé BC pulse également lorsque les ondes de pression générées par les actions d'ouverture et de fermeture des soupapes d'admission 60 et les 25 actions du piston 40, etc., sont réfléchies au niveau d'une partie d'orifice. Comme la pulsation d'échappement, la pulsation d'admission a lieu, laquelle présente un pic maximum positif aux environs d'un angle de vilebrequin de 5400 durant l'exécution d'un cycle, comme indiqué sur la figure 4A. En ce qui concerne 30 la pulsation d'admission et la pulsation d'échappement, le réglage approprié de l'instant d'ouverture de soupape d'échappement C, l'instant d'ouverture de soupape d'admission A, l'instant de fermeture de soupape d'échappement B, et l'instant de fermeture de soupape d'admission E améliore l'efficacité de 35 la charge de l'air d'admission dans les cylindres 50, et améliore donc les performances du moteur 10. La commande consistant à déterminer le calage de chaque soupape pour améliorer les performances du moteur 10 sera décrite séquentiellement ci-dessous.
Tout d'abord, un procédé consistant à déterminer l'instant C sera décrit. La figure 5 représente un organigramme d'un procédé de détermination de l'instant C. En général, de manière à utiliser efficacement l'inertie de l'admission et d'échappement, 5 le calage des soupapes d'admission et d'échappement est réglé de façon à ce que chaque soupape d'admission 60 s'ouvre avant le point mort haut du piston 40, et ferme après son point mort bas, et de manière à ce que chaque soupape d'échappement 70 s'ouvre avant le point mort bas du piston 40 et se ferme après le point 10 mort haut. Dans ce mode de réalisation, le calage, des soupapes pendant une période de début de fonctionnement du véhicule est établi comme on l'a décrit ci-dessus. Après que le moteur 10 est démarré avec le calage de soupapes mentionné précédemment, les capteurs de pression 231 détectent les pressions d'échappement 15 correspondant aux angles de vilebrequin CA sur tout un cycle durant lequel tous les cylindres 20 subissent une combustion.
L'unité ECU 250 détecte l'angle de vilebrequin CA au moment o la pression d'échappement atteint la pression minimum D pendant le cycle, et enregistre également l'instant d'ouverture Cl de la 20 soupape d'échappement 70 dans ce même cycle.
Au moment de l'entrée dans le cycle suivant, un traitement illustré sur la figure 5 sera exécuté. Comme illustré sur la figure 5, on détermine si l'instant Dl qui indique l'angle de vilebrequin CA de valeur minimum D durant le cycle précédent est 25 dans la plage de 3600 100. En particulier, on détermine tout d'abord si l'instant Dl est supérieur à 3700 (étape S500) . Si l'instant Dl est supérieur à 3700, l'instant C est corrigé de 50 vers le côté de l'avance par rapport à l'instant du cycle précédent Ci (étape S510) . Après cela, le traitement s'achève. 30 Si l'on détermine à l'étape S500 que l'instant Dl est inférieur ou égal à 3700, on détermine ensuite si l'instant Dl est inférieur à 350 (étape S520) . Si l'on détermine à l'étape S520 que l'instant Dl est inférieur à 3500, l'instant C est corrigé de 50 vers le côté du retard par rapport à l'instant Cl (étape 35 S530). Après cela, le traitement s'achève. Si l'on détermine à l'étape S520 que l'instant Dl est supérieur ou égal à 3500 (c'est-à-dire si l'instant Dl est dans la plage de 3600 100), l'instant Cl durant le cycle précédent est établi comme étant l'instant C (étape S540), après quoi le traitement se termine. 40 La plage ci-dessus (c'està-dire la bande morte de la commande) et l'unité de correction (c'est-àdire l'unité de résolution dans la commande) ne sont pas limitées aux valeurs mentionnées précédemment, c'est-à-dire 100 et 50, respectivement mais peuvent être établies à d'autres valeurs spécifiques.
La figure 5 illustre une procédure qu'exécute l'unité ECU 250 lorsqu'elle retarde ou avance l'instant d'ouverture C des soupapes d'échappement 70, et en réglant ainsi la phase de la pulsation d'échappement de manière à ce que l'instant D correspondant à la pression d'échappement minimum soit près du 10 voisinage du point mort haut du t. emps d'admission (c'est-à-dire près de 3600 pour l'angle du vilebrequin). En général, l'instant auquel le piston 40 est près du point mort haut du temps d'admission correspond à une période de chevauchement durant laquelle les soupapes d'admission 60 et les soupapes 15 d'échappement 70 sont toutes ouvertes. Si la pression de pulsation dans les lumières d'échappement 75 atteint le minimum D durant cette période, elle favorise l'extraction du gaz brlé restant dans le cylindre 20, de sorte que l'efficacité du balayage s'améliore et que l'efficacité de la charge d'admission 20 s'améliore en conséquence.
Ensuite, des procédures qu'exécute l'unité ECU 250 lorsqu'elle détermine l'instant A et l'instant B seront décrites. La figure 6 est un organigramme représentant la procédure pour déterminer l'instant A. La figure 7 est un 25 organigramme représentant la procédure pour déterminer l'instant B. Comme ces procédures sont sensiblement les mêmes, la procédure pour déterminer l'instant A sera principalement décrite cidessous en faisant référence à la figure 6.
Les capteurs de pression 230, 231 détectent la pression 30 d'admission et la pression d'échappement correspondant à des valeurs spécifiques de l'angle de vilebrequin CA. L'unité ECU 250 exécute les traitements illustrés sur la figure 6 en utilisant des signaux indicatifs des pressions d'admission et d'échappement correspondant à l'angle de vilebrequin actuel CA. 35 Comme illustré sur la figure 6, on détermine si l'angle actuel du vilebrequin CA est dans une plage de 3000 < CA < 3600 (étape S600) . Si l'angle actuel du vilebrequin CA est à l'intérieur de cette plage, la pression d'échappement et la pression d'admission à l'angle actuel du vilebrequin CA sont alors 40 comparées (étape S610). Si la pression d'admission est supérieure à la pression d'échappement, l'angle actuel du vilebrequin CA est réglé comme représentant l'instant A (étape S620) après quoi la procédure se termine.
Si l'on détermine à l'étape S610 que la pression d'admission 5 est plus petite que la pression d'échappement, la relation d'amplitude entre les deux pressions est à nouveau contrôlée (étape S630). Par exemple, si le régime de rotation du moteur 10 est élevée et que la contre-pression dans le système d'échappement est élevée, la pression d'échappement s'élève. Au 10 contraire, la pression d'admission ne s'élève pas autant du fait que la pression d'admission n'est pratiquement pas affectée par la contrepression du système d'échappement. Pour cette raison, dans certains cas, la pression d'admission ne devient pas plus élevée que la pression d'échappement. Si l'on détermine à 15 l'étape S630 qu'il n'y a aucun point o la pression d'admission devient supérieure à la pression d'échappement, l'instant A est déterminé d'après une mappe mémorisée à l'avance dans l'unité ECU 250 (étape S640). Après cela, la procédure se termine.
Si l'on détermine à l'étape S600 que l'angle actuel du 20 vilebrequin CA n'est pas dans la plage, ou bien si l'on détermine à l'étape S630 qu'il existe un point o la pression d'admission devient supérieure à la pression d'échappement (c'est-à-dire si le régime de rotation du moteur est bas), la procédure se termine. Après cela, cette procédure est répétée 25 avec l'angle de vilebrequin suivant CA. Dans ce mode de réalisation, le critère utilisé pour la détermination de l'étape S630 est le fait que le régime du moteur est au-dessus ou en dessous de 4 000 tr/min. Cependant, au lieu de cela il peut représenter le fait qu'une différence entre la valeur moyenne de 30 la pulsation d'échappement durant un cycle et la valeur moyenne de la pulsation d'admission durant un cycle est inférieure ou égale à une valeur prédéterminée.
La procédure pour déterminer l'instant B illustré sur la figure 7 ne diffère de celle destinée à déterminer l'instant A 35 dans la plage (3600 < CA < 4000) utilisée dans la détermination concernant l'angle actuel du vilebrequin CA (étape S700) et la mappe utilisée pour déterminer l'instant B (étape S740) . De ce fait, l'instant B est déterminé sensiblement de la même manière que l'instant A. Grâce à l'exécution des procédures illustrées sur les figures 6 et 7, l'instant d'ouverture A des soupapes d'admission 60 et l'instant de fermeture B des soupapes d'échappement 70 deviennent des instants auxquels la pression d'admission dépasse 5 la pression d'échappement. Du fait que les soupapes d'admission et d'échappement sont ouvertes durant un état o la pression de la lumière d'admission est élevée et la pression de la lumière d'échappement est basse, à la fois le rejet du gaz brlé provenant des cylindres vers les lumières d'échappement 75 et 10 l'admission de l'air frais provenant des lumières d'admission 65 dans les cylindres 20 sont accélérés. Pour cette raison, l'efficacité de la charge d'admission peut être améliorée.
Une procédure destinée à déterminer l'instant E sera ensuite décrite. La figure 8 représente un organigramme indiquant la 15 même procédure. L'unité ECU 250 exécute la procédure en utilisant des signaux de capteurs indicatifs de la pression d'admission correspondant à l'angle actuel du vilebrequin CA. En se référant à la figure 8, on détermine si l'angle actuel du vilebrequin CA est à l'extérieur d'une plage 5000 < CA < 6000 20 (étape S800). Si l'angle actuel du vilebrequin CA est à l'intérieur de cette plage, on détermine ensuite si la pression d'admission correspondant à l'angle actuel du vilebrequin CA est à son niveau maximum (étape S810). Cette détermination est faite en comparant la pression d'admission actuelle (la pression 25 d'admission correspondant à l'angle actuel du vilebrequin CA) à la valeur d'échantillonnage précédente, à savoir qui représente la pression d'admission correspondant à l'angle de vilebrequin précédent CAO). En particulier, l'angle de vilebrequin CA détecté au moment o la pression d'admission qui augmente de 30 façon monotone commence à diminuer est déterminé comme correspondant à la pression d'admission maximum. Si la pression d'admission est la pression d'admission maximum, l'angle actuel du vilebrequin CA est établi comme instant F (étape S820).
Ensuite, une quantité prédéterminée est ajoutée à l'instant F de 35 manière à déterminer l'instant E (étape S830). Après cela, la procédure se termine. Cette quantité prédéterminée est équivalente à un angle de vilebrequin CA de 100 dans le sens du retard (E = instant F + 100). Cette quantité prédéterminée n'est pas limitée à 100, mais peut également être établie comme valeur 40 réglée désirée.
Si l'on détermine à l'étape S800 que l'angle actuel du vilebrequin CA n'est pas dans la plage, ou bien si l'on détermine à l'étape S810 que la pression actuelle d'admission est supérieure à la valeur de l'échantillonnage précédente, et 5 n'est donc pas au niveau maximum, la procédure se termine. Après cela, la procédure est répétée avec l'angle de vilebrequin suivant CA.
Grâce à l'exécution de la procédure illustrée sur la figure 8, l'instant de fermeture E des soupapes d'admission 60 est 10 réglé à un instant qui représente un angle de vilebrequin prédéterminé CA dans le sens du retard par rapport à l'angle correspondant à la pression d'admission maximum dans la pulsation d'admission. A l'instant F auquel la pression d'admission est au niveau maximum durant la pulsation 15 d'admission, de l'air frais est facilement chargé dans les cylindres 20 car la pression de la lumière d'admission est maximum. En raison de l'effet dynamique de la pulsation d'admission, l'air frais présente de l'inertie. Pour cette raison, la fermeture des soupapes d'admission 60 à l'instant E 20 qui représente un angle en retard par rapport à l'angle de pression d'admission maximum d'une quantité prédéterminée, permet d'obtenir une amélioration maximum de l'efficacité de la charge d'admission. En outre, comme la pression de la lumière d'admission est relativement haute, le mélange chargé dans les 25 cylindres 20 ne circulera pas en retour vers les lumières d'admission 65.
Dans un second mode de réalisation de l'invention, les instructions émises vers les mécanismes d'actionnement électromagnétique de soupapes 200, 201 sont corrigées sur la 30 base des instants d'ouverture et de fermeture des soupapes d'admission et d'échappement déterminées grâce aux procédures décrites dans le premier mode de réalisation ci-dessus, de manière à ce que l'action d'ouverture de soupape débute conformément à l'instant déterminé et que l'action de fermeture 35 de soupape soit terminée à l'instant déterminé. La figure 9 représente un organigramme illustrant une procédure qui comprend en outre un procédé de réalisation d'une telle correction. Le second mode de réalisation adopte la même conception de système que celle appliquée au moteur à combustion interne, du premier 40 mode de réalisation. De ce fait, les composants et autres du second mode de réalisation équivalents à ceux du premier mode de réalisation sont indiqués par les mêmes caractères de référence, et des vues illustrant de tels composants ou leurs configurations ne sont pas fournies.
Durant un état de fonctionnement initial du véhicule, le moteur 10 est mis en oeuvre en utilisant des calages de soupapes qui sont des valeurs de conception préétablies. L'unité ECU 250 exécute la procédure illustrée par l'organigramme de la figure 9 en utilisant la pression d'admission et la pression 10 d'échappement détectées par les capteurs de pression 230, 231 durant l'état de fonctionnement initial du véhicule précédemment mentionné. On doit noter ici que cette procédure n'est pas exécutée pour un seul cylindre spécifique parmi les cylindres 20, mais pour la totalité d'entre eux. En se référant à la 15 figure 9, les calages des soupapes C, A, B, E sont déterminés en utilisant la pression d'admission et la pression d'échappement de la même manière que celle décrite dans le premier mode de réalisation (étape S910) . Ensuite, pour pouvoir assurer que les soupapes seront ouvertes ou fermées aux instants déterminés, les 20 instants sont corrigés pour prendre en compte le délai de réponse ou le temps de transition des soupapes d'admission 60 et des soupapes d'échappement 70 (étape S920), et les instructions correspondant aux instants corrigés sont finalement fournies en sortie aux mécanismes d'actionnement électromagnétique de 25 soupapes 200, 201 après quoi la procédure se termine.
Les figures 10A à 10C illustrent de tels délais de réponse et le temps de transition du fonctionnement de la soupape par rapport à l'angle de vilebrequin CA qui sont observés pendant l'ouverture et la fermeture de chaque soupape. En se référant 30 aux figures 10A à 10C, lorsque le courant de magnétisation vers le bobinage électromagnétique supérieur 300 est interrompu, et après un temps prédéterminé, le courant de magnétisation est appliqué au bobinage électromagnétique inférieur 310, la soupape commence à s'ouvrir à un instant T2, comme indiqué sur les 35 figures 10A à 10C. Donc, le début d'une action de la soupape est précédé d'un délai de réponse de ax = T2 - Tl. Lorsque le courant de magnétisation vers le bobinage électromagnétique inférieur 310 est interrompu et, après un temps prédéterminé, le courant de magnétisation est appliqué au bobinage électromagnétique 40 supérieur 300, la soupape finit de se fermer à l'instant T4.
Donc, l'achèvement de l'action de fermeture de la soupape est précédé d'un temps de transition f= T4- T3. De ce fait, les instants d'ouverture de soupape C, A sont corrigés en soustrayant une valeur équivalente à un angle de vilebrequin ax, 5 et les instants de fermeture de soupape B, E sont corrigés en soustrayant une valeur équivalente à un angle de vilebrequin p. En prenant en compte la différence entre le mécanisme d'actionnement électromagnétique de soupape du côté admission 200 et le mécanisme d'actionnement électromagnétique de soupape 10 du côté échappement 210, les angles de vilebrequin a, P sont établis comme valeurs de correction du côté admission, et les angles de vilebrequin a', f' sont établis comme valeurs de correction du côté échappement.
Comme cela est décrit ci-dessus, les mécanismes 15 d'actionnement électromagnétique de soupapes 200, 201 reçoivent du courant aux instants déterminés de façon à prendre en compte les délais de réponse et le temps de transition de l'actionnement de la soupape, en assurant ainsi une précision améliorée pour le réglage des calages de soupapes. En ce qui 20 concerne les instants de fermeture de soupape B, E en particulier, une commande est exécutée de telle manière que l'action de fermeture de soupape se termine aux instants de fermeture de soupape. De ce fait, il est possible d'établir les calages de soupapes avec une précision accrue. De même, les 25 angles de vilebrequin a, a'(, P, f3' sont réglés à des valeurs spécifiques et ont été déterminés grâce à des expérimentations conformément à divers régimes de rotation et charges.
La figure 11 est une vue représentant une coupe verticale d'un cylindre d'un moteur à combustion interne conforme à un 30 troisième mode de réalisation de l'invention. Dans le troisième mode de réalisation, le système d'admission et le système d'échappement décrits ci-dessus dans le premier mode de réalisation sont modifiés en des systèmes d'admission et d'échappement variables. D'autres composants et parties du 35 troisième mode de réalisation sont sensiblement les mêmes que ceux du premier mode de réalisation et sont indiqués par les mêmes caractères de référence, et ne seront pas décrits à nouveau. Le système d'admission et le système d'échappement du troisième mode de réalisation sont équipés de soupapes 420, 421 40 destinées à modifier la longueur de tuyau du conduit d'admission et du conduit d'échappement 105. Le conduit d'admission 95 comporte une longue branche 95a présentant une ligne de conduite plus longue et une courte branche 95b présentant une ligne de conduite plus courte. La soupape 420 est disposée dans le 5 conduit de la branche courte 95b et ouvre et referme le conduit.
Le conduit d'échappement 105 comporte une longue branche 105a présentant une ligne de conduite plus longue et une courte branche 105b présentant une ligne de conduite plus courte. Comme dans le conduit d'admission, la soupape 421 est disposée dans le 10 conduit de la branche courte 105b. Les soupapes 420, 421 sont accouplées aux actionneurs 400, 401, respectivement.
Chacun des actionneurs 400, 401 comporte une tige (non représentée) et est relié électriquement à l'unité ECU 250.
Chaque actionneur 400, 401 dilate et contracte la tige 15 conformément à un ordre provenant de l'unité ECU 250. Une extrémité de la tige de chaque actionneur est accouplée à une soupape correspondant parmi les soupapes 420, 421 par l'intermédiaire d'une articulation (non représentée).
C'est-à-dire que chaque actionneur 400, 401 dilate ou contracte 20 la tige conformément à un ordre provenant de l'unité ECU 250, de sorte que la soupape correspondante 420, 421 ouvre ou ferme le conduit de la branche courte. Lorsque le conduit de la branche courte du côté admission ou échappement est ouvert, la longueur de tuyau du côté admission ou échappement est courte. Si le 25 conduit de la branche courte est fermé, la longueur de tuyau est relativement longue. L'unité ECU 250 détermine la longueur du tuyau d'admission et la longueur de tuyau d'échappement d'après le régime de rotation du moteur NE et la charge KL déterminée à partir de la quantité d'air d'admission Q, et fournit en sortie 30 des ordres correspondants vers les actionneurs 400, 401. Dans le système d'admission-échappement variable, la période et l'amplitude de la pulsation d'admission et d'échappement sont amenées à varier en faisant varier la longueur de tuyau, de façon à améliorer l'efficacité de la charge d'admission.
La figure 12 représente un organigramme indiquant une procédure qu'exécute l'unité ECU 250 pour déterminer les calages de soupapes du troisième mode de réalisation. Tout d'abord, l'unité ECU 250 reçoit en entrée le régime de rotation du moteur NE et la charge KL (étapes S200) . Plus particulièrement, l'unité 40 ECU 250 calcule le régime de rotation du moteur NE d'après l'angle de vilebrequin CA, et calcule la charge KL d'après la quantité d'air d'admission Q. Ensuite, l'unité ECU 250 récupère à partir d'une zone de mémoire (non représentée) une mappe indiquant une relation entre le régime de rotation du moteur NE, 5 la charge KL et la longueur du tuyau d'admission et d'échappement L, et détermine la longueur du tuyau d'admission LI2 et la longueur du tuyau d'échappement LE2, et fournit en sortie des instructions appropriées vers les actionneurs 400, 401 (étapes S210, S220). Les actionneurs 400, 401 font varier la 10 longueur du tuyau d'admission de -LI1 à LI2 et la longueur du tuyau d'échappement de LEl à LE2, par exemple en refermant les soupapes 420, 421. Conformément aux variations de la longueur de tuyau, la période et l'amplitude de la pulsation d'admission et de la pulsation d'échappement varient. La pression de pulsation 15 qui varie est détectée par les capteurs de pression 230, 231.
Sur la base de la pression, le calage des soupapes est déterminé (étape S230). Le réglage du calage des soupapes est accompli en exécutant la procédure représentée sur la figure 9. Alors, des instructions sont émises de telle manière que les mécanismes 20 d'actionnement électromagnétiques de soupapes 200, 201 reçoivent un courant de magnétisation aux instants déterminés de la manière ci-dessus en prenant en compte les délais de réponse et le temps de transition du fonctionnement de la soupape (étape S240).
Avec un système d'admission et d'échappement variable, comme décrit cidessus, il est possible de déterminer les calages des soupapes sur une plage relativement large de manière à ce qu'ils correspondent à des variations de la période et de l'amplitude de la pulsation d'échappement et de la pulsation d'admission. En 30 outre, il n'y a pas besoin de régler à l'avance les calages de soupapes correspondant à de telles variations des longueurs des tuyaux d'admission d'échappement du fait que les calages sont réglés sur la base des pressions détectées à chaque fois, de manière à ce que la région occupée de la mémoire de l'unité 35 ECU 250 puisse être réduite.
La figure 13 illustre un cas o la commande de calage de soupapes est exécutée en faisant varier le système d'échappement. Sur la figure 13, une ligne continue JL indique une pulsation d'échappement apparaissant avec la longue longueur 40 de tuyau d'échappement, et une ligne en pointillé JS indique une pulsation d'échappement apparaissant avec la courte longueur de tuyau d'échappement, et une ligne à trait et point alternés indique une pulsation d'admission. En se référant à la figure 13, la période durant laquelle la pression d'admission est 5 supérieure à la pression d'échappement peut être choisie comme période de chevauchement, indépendamment des variations de la pulsation d'échappement suivant les diverses longueurs de tuyaux. Dans la pulsation d'échappement JL en particulier, une longue période de chevauchement est prévue de sorte que 10 l'efficacité de la charge s'améliore.
En outre, dans le troisième mode de réalisation, une anomalie des actionneurs 400, 401 telle qu'une panne, un défaut de fonctionnement, etc. , peut être déterminée. La figure 14 représente un organigramme d'une procédure de détermination 15 d'anomalies pour un système à admission variable. Un traitement de détermination d'anomalies pour un système à échappement variable est pratiquement le même que la procédure illustrée sur la figure 14 et ne sera pas décrit. La procédure illustrée sur la figure 14 est exécutée par l'unité ECU 250 à un instant 20 prédéterminé. L'unité ECU 250 apprend à l'avance les instants de fermeture des soupapes d'admission 60 correspondant à divers régimes de rotation du moteur NE, diverses charges KL et diverses longueurs de tuyaux d'admission L, et mémorise les instants appris dans une zone de la mémoire (non représentée) . 25 Dans ce mode de réalisation, les instants de fermeture des soupapes d'admission 60 correspondant à des régimes de rotation de moteur NE, des charges KL et des longueurs de tuyaux d'admission L dans les fonctionnements passés du véhicule sont appris. Les calages de soupapes obtenus dans les 30 expérimentations ou autres en correspondances avec divers régimes de rotation du moteur NE, diverses charges KL et diverses longueurs de tuyaux d'admission L peuvent être mémorisés. L'unité ECU 250 reçoit en entrée le régime de rotation du 35 moteur NE et la charge KL (étape S400), et reconnaît la longueur de tuyau d'admission prévue actuelle (par exemple LI2) d'après le régime de rotation du moteur NE et la charge KL. Ensuite, l'unité ECU 250 récupère un instant qui satisfait les conditions mentionnées précédemment à partir de la zone de la mémoire, et 40 reçoit donc en entrée un instant appris G (étape S410). Après cela, une différence AVT entre l'instant appris G et l'instant de fermeture actuel E des soupapes d'admission 60 est comparée à une valeur de seuil prédéterminée (étape S420). Si la valeur absolue de la différence AVT est inférieure ou égale à 100, on 5 détermine que le système d'admission variable fonctionne normalement (étape S430). Après cela, le traitement se termine.
Si la différence AVT entre l'instant appris G et l'instant de fermeture actuel E est supérieure à 100, on détermine que le système d'admission variable présente une panne ou un défaut de 10 fonctionnement et un voyant d'avertissement est allumé (étape S440) . Après cela, le traitement se termine. Conformément à la commande de calage de soupapes de l'invention,même si un défaut de fonctionnement ou autre empêche une variation de la longueur du tuyau d'admission, un calage de soupape approprié dans un tel 15 état est obtenu. Grâce à une comparaison de ce calage de soupapes avec un calage de soupapes de pré-apprentissage, une anomalie, telle qu'un défaut de fonctionnement ou autre peut être déterminée, de sorte qu'un traitement consistant à allumer le voyant d'avertissement ou autre peut être exécuté. On doit 20 noter que pour la comparaison de l'étape S420, l'instant d'ouverture des soupapes d'admission 60 peut être utilisé. Pour la détermination concernant un anomalie du système d'échappement variable, il convient d'exécuter la comparaison des instants de fermeture ou des instants d'ouverture des soupapes 25 d'échappement 70.
Bien que dans les modes de réalisation qui précèdent, les capteurs de pression 230, 231 soient prévus séparément pour des cylindres individuels 20, cet agencement n'est pas restrictif.
Par exemple, il est possible de prévoir des capteurs de pression 30 230, 231 seulement pour un cylindre prédéterminé 20. Par exemple, dans le cas d'un moteur à quatre cylindres, le premier cylindre est muni de capteurs de pression 230, 231. D'après les pressions d'admission et d'échappement en pulsation détectées par les capteurs de pression, les calages de soupapes du premier 35 cylindre sont déterminés. Les calages de soupapes sont dupliqués pour le cylindre suivant (le troisième cylindre, le quatrième cylindre et le second cylindre) dans la séquence de combustion.
Bien que dans le mode de réalisation qui précède, le système d'admission/échappement variable soit du type à basculement dans 40 lequel la longueur du tuyau est modifiée par l'intermédiaire 2 5 d'une soupape, il est également possible d'utiliser divers autres types de systèmes d'admission/d'échappement variables, par exemple un type coulissant dans lequel on fait varier la longueur du tuyau dans le sens d'une ligne droite, un type à 5 soufflet dans lequel des parties en forme de soufflet sont prévues dans les tuyaux d'admission d'échappement, et l'on fait varier la longueur des tuyaux, etc., tout en obtenant sensiblement les mêmes avantages. 2 6
Claims (13)
1. Moteur à combustion interne comportant un moyen de calage de soupapes variable (200, 201) permettant qu'un instant de fonctionnement d'au moins l'une d'une soupape d'admission (60) 5 et d'une soupape d'échappement (70) soit modifié, le moteur à combustion interne étant caractérisé en ce qu'il comprend: un moyen de détection de pression (230, 231) destiné à détecter une pression d'admission et une pression d'échappement à l'intérieur du moteur à combustion interne qui pulse en raison 10 des actions d'un piston (40), la soupape d'admission et la soupape d'échappement, et un moyen de commande (250) qui règle l'instant de fonctionnement sur la base d'une relation des amplitudes entre la pression d'admission et la pression d'échappement détectées 15 par le moyen de détection de pression.
2. Moteur à combustion interne selon la revendication 1, dans lequel le réglage de l'instant de fonctionnement est tel qu'un instant d'achèvement d'une action d'ouverture ou fermeture 20 de la soupape est déterminé sur la base de la relation des amplitudes entre la pression d'admission et la pression d'échappement détectées par le moyen de détection de pression, et un instant de début d'une telle action de la soupape est réglé de façon à terminer l'action de la soupape à l'instant 25 déterminé.
3. Moteur à combustion interne selon la revendication 1 ou 2, dans lequel le moyen de commande établit un instant d'ouverture de la soupape d'échappement de manière à ce qu'une 30 onde de pression négative formant une partie de pression minimale locale de la pression d'échappement en pulsation dans le cylindre du moteur à combustion interne atteint un voisinage de la soupape d'échappement lorsque le piston est généralement au point mort haut durant un temps d'échappement. 35
4. Moteur à combustion interne selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel le moyen de commande établit un instant de fermeture de la soupape d'admission sur la base d'un instant o une onde de pression positive formant une partie 40 de pression maximale locale de la pression d'admission en pulsation dans le cylindre du moteur à combustion interne atteint un voisinage de la soupape d'admission.
5. Moteur à combustion interne selon l'une quelconque des 5 revendications 1 à 4, comprenant en outre un moyen d'admission/échappement variable (420, 421) destiné à modifier au moins l'une d'une longueur efficace et d'un diamètre intérieur de chacun d'un conduit d'admission et d'un conduit d'échappement du moteur à combustion interne.
6. Moteur à combustion interne selon la revendication 5, dans lequel le moyen de commande détermine si le moyen d'admission/échappement variable présente une anomalie sur la base d'au moins l'une de la pression d'admission et de la 15 pression d'échappement détectées par le détecteur de pression.
7. Moteur à combustion interne selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, dans lequel le cylindre est prévu à plusieurs exemplaires, et le moyen de détection de pression comprend des capteurs disposés dans des conduits d'admission et d'échappement pour chaque cylindre de façon à détecter les pressions d'admission et d'échappement.
8. Moteur à combustion interne selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, dans lequel le moyen de calage de soupapes variable est configuré pour ouvrir et fermer la soupape en utilisant une force électromagnétique.
9. Procédé destiné à commander une combustion d'un moteur à combustion interne comprenant un moyen de calage de soupapes variable destiné à modifier un instant de fonctionnement d'au moins l'une d'une soupape d'admission et d'une soupape d'échappement du moteur à combustion interne, le procédé étant 35 caractérisé en ce qu'il comprend: la détection d'un pression d'admission et d'une pression d'échappement à l'intérieur du moteur à combustion interne qui pulse en raison des actions d'un piston, de la soupape d'admission, et de la soupape d'échappement, et le réglage d'un instant de fonctionnement de chaque soupape sur la base d'une relation des amplitudes entre la pression d'admission et la pression d'échappement.
10. Procédé selon la revendication 9, dans lequel le réglage de l'instant de fonctionnement est tel qu'un instant d'achèvement d'une action d'ouverture ou de fermeture de la soupape est déterminé sur la base de la relation des amplitudes entre la pression d'admission et la pression d'échappement, et 10 un instant de début d'une telle action de la soupape est réglé de façon à achever l'action de la soupape à l'instant déterminé.
11. Procédé selon la revendication 9 ou 10, dans lequel un instant d'ouverture de la soupape d'échappement est réglé de 15 manière à ce qu'une onde de pression négative formant une partie de pression minimale locale de la pression d'échappement en pulsation dans le cylindre du moteur à combustion interne atteint un voisinage de la soupape d'échappement lorsque le piston est généralement au point mort haut durant un temps 20 d'échappement.
12. Procédé selon l'une quelconque des revendications 9 à 11, dans lequel un instant de fermeture de la soupape d'admission est réglé sur la base d'un instant o une onde de 25 pression positive formant une partie de pression maximale locale de la pression d'admission en pulsation dans le cylindre du moteur à combustion interne atteint un voisinage de la soupape d'admission.
13. Procédé selon la revendication 9, dans lequel le moteur à combustion interne comprend en outre un moyen d'admission/échappement variable qui permet de modifier au moins l'un d'une longueur efficace et d'un diamètre intérieur de chacun d'un conduit d'admission et d'un conduit d'échappement du 35 moteur à combustion interne, et on détermine si le moyen d'admission/échappement variable présente une anomalie sur la base d'au moins l'une de la pression d'admission et de la pression d'échappement détectée par le détecteur de pression.
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