FR2851617A1 - Procede et dispositif de commande d'un moteur thermique de vehicule avec augmentation de la puissance thermique - Google Patents

Abstract

Procédé et dispositif de commande d'un moteur thermique (10) selon lequel une partie de l'énergie dégagée par la combustion d'une certaine quantité de carburant dans au moins une chambre de combustion (14) est reçue par le fluide de refroidissement (48) et cette partie de l'énergie est modifiée de manière commandée par variation des paramètres de fonctionnement du moteur (10). Selon l'invention, la variation commandée des paramètres de fonctionnement produit un allongement du temps de séjour des gaz de combustion chauds dans la chambre de combustion (14). Cet allongement est normalisé sur la durée d'un cycle de combustion.

Description

Domaine de l'invention

La présente invention concerne un procédé de commande d'un moteur thermique dans lequel une partie de l'énergie dégagée par la combustion d'une certaine quantité de carburant dans au moins une 5 chambre de combustion du moteur thermique est libérée et est absorbée par un fluide de refroidissement et une partie de cette énergie est modifiée par variation commandée des paramètres de fonctionnement du moteur thermique.

L'invention concerne également un dispositif de commande 10 d'un moteur thermique du type défini ci-dessus, pour commander un moteur thermique selon lequel une partie de l'énergie dégagée par la combustion d'une certaine quantité de carburant dans au moins une chambre de combustion du moteur thermique est absorbée par un fluide de refroidissement, et selon lequel le dispositif modifie cette partie de cette énergie 15 en modifiant les paramètres de fonctionnement du moteur thermique de façon commandée.

Etat de la technique On connaît déjà un tel procédé et un tel dispositif selon le document DE 196 44 402 C2.

Les procédés et dispositifs de commande de moteurs thermiques sont habituellement optimisés pour que le moteur puisse fonctionner avec un rendement thermodynamique aussi élevé que possible. De façon connue, dans les moteurs thermiques, l'énergie chimique du mélange air/carburant brlé est transformée en première approximation en 25 travail mécanique utile et en chaleur dégagée. Cette chaleur est partiellement évacuée avec les gaz d'échappement et partiellement absorbée par le fluide de refroidissement du moteur thermique. Comme fluide de refroidissement on utilise de façon connue de l'air et des liquides de refroidissement contenant de l'eau comme de l'huile.

La chaleur évacuée par le fluide de refroidissement est utilisée pour le chauffage du véhicule par l'intermédiaire d'un échangeur de chaleur. Alors que dans les moteurs thermiques anciens, environ 1/3 de l'énergie de combustion a été transformé en travail mécanique, un autre tiers a été évacué par les gaz d'échappement et le troisième tiers chauffait 35 le fluide de refroidissement, dans le cas des moteurs thermiques actuels on atteint des rendements thermodynamiques plus élevés. C'est ainsi que par exemple les moteurs Diesel à surcompression avec injection directe atteignent un rendement thermodynamique de l'ordre de 45 %. L'injection directe d'essence permet également d'augmenter le rendement des moteurs à essence.

L'augmentation recherchée en soi du rendement se traduit nécessairement par une diminution de la quantité de chaleur reçue par le 5 fluide de refroidissement. En conséquence, pour un même dimensionnement des échangeurs de chaleur utilisés pour chauffer le véhicule, l'énergie thermique disponible pour le chauffage du véhicule diminue d'autant.

Pour cette raison, notamment dans les véhicules automo10 biles entraînés par des moteurs Diesel à surcompression et injection directes, on utilise des éléments de chauffage supplémentaires, distincts.

Les éléments de chauffage distincts fonctionnent soit en brlant du carburant dans une chambre de combustion qui leur est propre, soit en fonctionnant de manière électrique; il sont coteux et augmentent la con15 sommation lorsqu'ils ne fonctionnent pas, du fait de leur poids.

Le document DE 196 44 402 CI décrit l'utilisation de la chaleur de l'eau de refroidissement de moteurs thermiques à consommation optimisée, en particulier de moteurs Diesel à injection directe dans la plage des charges inférieures, cette chaleur est souvent tellement faible 20 qu'il n'est plus possible d'utiliser la chaleur du liquide de refroidissement venant du circuit de refroidissement du moteur échangé par l'intermédiaire d'un échangeur de chaleur. De plus, la durée jusqu'à atteindre la température de fonctionnement d'un moteur thermique augmente également, ce qui a des conséquences négatives du point de vue de 25 l'émission des matières polluantes et en cas de fréquents démarrages à froid, pour la durée de vie du moteur thermique.

Le document DE 196 44 402 propose une solution consistant à modifier la commande de l'injection Diesel suivant le point de fonctionnement du moteur en cas d'échange de chaleur faible du fluide de 30 refroidissement au niveau de l'échangeur de chaleur. La modification entraîne un retard de l'injection dans la plage des faibles charges, l'instant de référence étant l'instant de l'injection utilisé pour avoir la puissance optimale du moteur thermique.

Comme le temps de séjour des gaz de combustion chauds 35 dans la chambre de combustion du moteur thermique est défini par la durée comprise entre le début de la combustion correspondant au déclenchement de l'injection dans le moteur et l'ouverture de la soupape d'échappement du moteur, cette mesure entraîne une réduction du temps de séjour de la phase de gaz chauds dans la chambre de combustion.

Selon le document DE 196 44 402, cela se traduit par une détérioration du rendement aboutissant à une augmentation de la chaleur 5 dégagée et de l'apport de la chaleur fournie au fluide de refroidissement.

Ce document n'évoque pas l'augmentation de la chaleur fournie aux gaz d'échappement. Il est connu de façon générale qu'un allumage et/ou injection retardés aboutissent à une augmentation de la température des gaz d'échappement. Comme la chaleur évacuée par les gaz d'échappement 10 n'est pas en général disponible pour chauffer l'habitacle du véhicule, une partie de la chaleur supplémentaire résultant de la détérioration du rendement n'est pas utilisée comme cela serait souhaitable pour chauffer plus rapidement et plus efficacement le fluide de refroidissement.

But de l'invention La présente invention a pour but, partant de cet arrièreplan technologique, de développer un procédé et un dispositif permettant d'augmenter la fraction de l'énergie de combustion apportée au fluide de refroidissement. Cette fraction de la chaleur de combustion échangée avec les gaz d'échappement doit augmenter aussi peu que possible. 20 Exposé et avantages de l'invention A cet effet, l'invention concerne un procédé du type défini ci-dessus, caractérisé en ce que la variation commandée des paramètres de fonctionnement produit un allongement du temps de séjour des gaz de combustion chauds dans au moins une chambre de combustion, cette va25 riation étant normalisée suivant la durée d'un cycle de combustion.

L'invention concerne également un dispositif du type défini ci-dessus, caractérisé en ce que le dispositif modifie les paramètres de fonctionnement pour que le temps de séjour des gaz de combustion chauds dans au moins une chambre de combustion soit allongé, ce temps 30 de séjour étant normalisé.

Le procédé et le dispositif selon l'invention offrent l'avantage d'améliorer le rendement des modifications entreprises, c'est-à-dire de l'augmentation de l'apport thermique par rapport à la détérioration provoquée du rendement thermodynamique du moteur thermique. Dans ces 35 conditions la consommation de carburant supplémentaire pour atteindre l'effet de chauffage souhaité sera réduite. De plus, les moyens proposés pour l'intérieur du moteur permettent d'obtenir d'autres avantages par rapport aux solutions connues et qui utilisent des appareils de chauffage à carburant, séparés.

Ces avantages résultent du fait que dans le cadre de l'invention, la consommation de carburant supplémentaire dans le moteur 5 thermique, utilisée pour augmenter la puissance de chauffage, brle proprement et les gaz d'échappement qui en résultent sont traités sans nécessiter de conduites supplémentaires ni de moyens de guidage par le système de traitement existant des gaz d'échappement. Par comparaison avec des éléments de chauffage électriques d'appoint, on a l'avantage d'un io générateur et d'une batterie de dimensions plus petites. On supprime en outre les pertes de rendement liées à la transformation de l'énergie chimique en énergie mécanique dans le moteur thermique et de la conversion consécutive de l'énergie électrique par le générateur, conune dans le cas des éléments de chauffage d'appoint électriques.

Il est avantageux que la durée de séjour soit augmentée par décalage du centre de gravité de la combustion, ce décalage étant tel que le centre de gravité de la combustion, ainsi décalé, se trouve avant le centre de gravité de combustion pour lequel le couple fourni par le moteur thermique à partir de la combustion passe par un maximum.

Selon la définition habituelle dans la technologie des moteurs, le centre de gravité de la combustion correspond à l'angle du vilebrequin pour lequel la moitié du carburant consommé pendant un cycle de travail est déjà brlée. En avançant le centre de gravité de la combustion on allonge le temps de séjour des gaz de combustion chauds dans les 25 chambres de combustion si bien qu'une quantité plus importante de chaleur passe à travers les parois des chambres de combustion dans le fluide de refroidissement. De plus, en avançant le centre de gravité de la combustion, on récupère moins de travail mécanique de la combustion de la charge de la chambre de sorte qu'il suffit d'augmenter la charge de la 30 chambre pour avoir le même couple. L'augmentation de la charge de la chambre de combustion pour un rendement diminué augmente également la chaleur dégagée dans la chambre de combustion et ainsi la chaleur fournie au fluide de refroidissement.

Suivant une autre caractéristique avantageuse, le décalage 35 du centre de gravité de la combustion se fait pour que la courbe de pression résultant des combustions dans les chambres de combustion augmente de façon anticipée et devienne globalement plus plate.

Comme une évolution de la pression augmentant plus rapidement pour atteindre la pression finale élevée favorise les combustions avec cliquetis, une courbe de pression plus plate s'oppose directement à la cause des combustions avec cliquetis. Grâce à la courbe de pression plus s plate on a en outre des températures de combustion plus faibles, ce qui ne favorise pas les conditions de formation d'émission d'oxyde d'azote NOx, nocive.

En outre, de manière préférentielle, l'augmentation anticipée et l'évolution plus plate de la courbe de pression résultent d'une va10 riation de l'évolution dans le temps des injections de carburant dans au moins une chambre de combustion du moteur thermique.

Grâce à ces moyens, en particulier dans le cas de moteurs Diesel à injection directe, on peut donner à la courbe de combustion la forme souhaitée.

Selon une autre caractéristique avantageuse, l'injection d'une certaine fraction de carburant normalisée sur la quantité à injecter pour une combustion se fait de manière anticipée.

Grâce à l'injection anticipée, en particulier dans le cas de moteurs Diesel dans lesquels, comme cela est connu, la combustion est 20 déclenchée par l'injection du carburant dans de l'air très comprimé, on avance la combustion, ce qui se traduit par le décalage recherché du centre de gravité de la combustion.

Les deux dernières mesures évoquées ci-dessus ne sont applicables que pour l'injection directe alors que les autres mesures peuvent 25 également s'appliquer à des moteurs thermiques alimentés par un mélange formé à l'extérieur du moteur par injection dans la conduite d'aspiration ou de moteurs équipés d'un carburateur.

Suivant une autre caractéristique préférentielle, on déclenche de façon anticipée la combustion d'une certaine quantité de carbu30 rant. Ainsi, dans le cas de moteurs à essence, grâce à l'allumage anticipé, on avance le centre de gravité de la combustion comme on le souhaite.

D'une manière préférentielle, en parallèle on augmente le taux de réintroduction des gaz d'échappement.

L'augmentation du taux de réintroduction des gaz 35 d'échappement se traduit par une augmentation de la teneur en gaz inertes dans la charge de la chambre de combustion qui ne libère pas d'énergie pour augmenter la pression dans une combustion. Ainsi, l'augmentation du taux de réintroduction des gaz d'échappement permet d'obtenir une courbe de pression plus plate, comme recherché.

En outre, de manière préférentielle, on diminue le mouvement des charges ou des remplissages d'au moins une chambre de com5 bustion.

Un mouvement important de la charge nécessaire un allumage et une combustion plus rapide de l'ensemble de la charge du cylindre. C'est pourquoi le ralentissement du mouvement de la charge se traduit par une combustion plus lente et ainsi à une intensification du 1o transfert de chaleur vers le fluide de refroidissement.

De manière préférentielle, la soupape d'échappement de la chambre de combustion sera ouverte avec retard.

Grâce à ces moyens qui supposent une commande variable des soupapes, on allonge le temps de séjour des gaz de combustion 15 chauds dans la chambre de combustion. De plus, on diminue le rendement mécanique du moteur thermique car une ouverture retardée de la soupape d'échappement conduit à une compression des gaz résiduels chauds qui prélève de l'énergie mécanique au moteur thermique. Si l'on cherche à compenser cet effet, en augmentant le remplissage de la cham20 bre de combustion, on augmente également l'échange de chaleur avec le fluide de refroidissement. De plus, grâce à l'ouverture retardée de la soupape d'échappement, on augmente la fraction de gaz résiduel qui subsiste pour le remplissage ou charge suivant de la chambre de combustion, ce qui favorise une courbe de pression plus plate et diminue la tendance au 25 cliquetis.

Les développements préférentiels ci-dessus sont combinés de préférence à au moins une mesure pour augmenter le travail de remplacement de charge. Comme mesure pour augmenter le travail de remplacement de charge, on envisage en particulier les diverses mesures 30 suivantes: - la fermeture des volets de mise en turbulence et d'étranglement existant le cas échéant; - en cas de commande variable des soupapes en liaison avec plusieurs conduites d'admission par cylindre/chambre de combustion, on main35 tient fermé un canal d'admission; - de même, en cas de commande variable des soupapes, on diminue alors la course des soupapes; - dans le cas de moteurs thermiques à suralimentation on augmente la pression d'alimentation.

Les moyens évoqués ci-dessus prélèvent de l'énergie mécanique au moteur thermique et détériorent ainsi sont rendement thermo5 dynamique. La compensation de cette détérioration du rendement par l'augmentation de la charge des chambres de combustion augmente l'apport de chaleur de combustion au système de refroidissement.

Dans le cas du dispositif évoqué ci-dessus, il est intéressant que celuici exécute l'un des procédés et développements décrits. io Dessins La présente invention sera décrite ci-après de manière plus détaillée à l'aide d'exemples de réalisation représentés dans les dessins annexés dans lesquels: - la figure 1 montre schématiquement une vue d'ensemble du moteur 15 thermique avec différents composants coopérant avec le moteur, la figure 2 montre des courbes de pression qualitativement différentes telles qu'elles s'établissent dans la chambre de combustion du moteur thermique selon un exemple de réalisation de l'invention, - la figure 3 montre qualitativement le décalage du centre de gravité de la 20 combustion, - la figure 4 montre qualitativement différentes courbes d'injection selon un exemple de réalisation de l'invention et selon l'état de la technique, - la figure 5 montre schématiquement un guidage de canal d'admission à deux canaux d'admission pour expliciter les possibilités d'intervention 25 envisageables dans le cadre d'un exemple de réalisation, et - la figure 6 montre un exemple de réalisation simplifié d'un procédé selon l'invention.

Description des exemples de réalisation

La figure 1 est une vue d'ensemble en coupe partielle d'un 30 moteur thermique 10. Le moteur thermique ou moteur à combustion interne 10 se compose d'un bloc moteur 12 avec au moins une chambre de combustion 14 fermée par un piston 16 mobile. La chambre de combustion 14 est en outre délimitée par une culasse 17 équipée d'au moins une soupape d'admission 18 et d'au moins une soupape d'échappement 20 par 35 chambre de combustion 14.

La soupape d'admission 18 est actionnée par un actionneur de soupape d'admission 22. La soupape d'échappement 20 est actionnée par un actionneur de soupape d'échappement 24. L'actionneur de sou- pape d'admission 22 et l'actionneur de soupape d'échappement 24 peuvent être réalisés sous la forme d'arbres à cames installés dans la culasse 17. En variante, on peut envisager des actionneurs pneumatiques ou électrohydrauliques pour commander les soupapes d'admission 18 et les soupapes d'échappement 20.

Les soupapes décrites ci-dessus commandent l'échange de la charge (ou remplissage) de la chambre de combustion 14. Lorsque la soupape d'admission 18 est ouverte, le piston 16 aspire dans son mouvement descendant les gaz dans la conduite d'admission ou d'aspiration 26. 10 La quantité d'air aspiré peut être commandée par la commande totalement variable de la soupape à l'aide d'une commande appropriée de l'actionneur 22 associée à la soupape d'admission. En variante, on peut également commander la quantité d'air aspiré à l'aide d'un volet d'étranglement 28 placé dans la conduite d'aspiration 26. Ce volet est commandé par un ac15 tionneur de volet 30 recevant des ordres d'un appareil de commande 32.

Une telle commande avec étranglement par la soupape d'admission 18 ou par le volet d'étranglement 28 est une commande caractéristique d'un moteur à essence alors que pour les moteurs Diesel on aspire en général de l'air non étranglé.

L'appareil de commande 32 reçoit au moins les signaux d'un capteur de pédale d'accélérateur 33 représentant la demande de couple émise par le conducteur ainsi qu'un signal relatif à la quantité d'air aspiré fourni par un débitmètre massique d'air 34 et un signal de vitesse de rotation du moteur thermique 10 fourni par un capteur de vitesse de 25 rotation 36. A partir de ces signaux, l'appareil de commande 32 commande au moins un injecteur 38 par chambre de combustion 14. Selon la vue de détail de la figure 1, l'appareil de commande 32 commande en outre une bougie d'allumage 40. De façon connue, l'allumage commandé par une bougie d'allumage 40 est un moyen caractéristique d'un moteur à es30 sence alors que pour les moteurs Diesel on a l'auto-allumage, la combustion étant déclenchée par injection de carburant dans l'air fortement comprimé de la chambre de combustion 14. La figure 1 s'applique à la fois aux moteurs Diesel et aux moteurs à essence; dans le cas des moteurs Diesel il n'y a pas de bougie d'allumage 40.

Après la combustion, les gaz résiduels sont conduits à travers la soupape d'échappement 22 ouverte dans la conduite des gaz d'échappement 42. L'expulsion des gaz brlés hors de la chambre de combustion 14 est favorisée par la remontée du piston 16. Une liaison 44, en- tre la conduite d'échappement 42 et la conduite d'aspiration 26, permet de réintroduire des gaz d'échappement du côté aspiration du moteur thermique 10. La quantité de gaz réintroduits est commandée par l'appareil de commande 32, par la commande d'une vanne de réintroduction des gaz 5 d'échappement 46. Alors qu'une partie de l'énergie dégagée dans la chambre de combustion 14 fait descendre le piston 16 et fournit ainsi du travail mécanique, une autre partie de l'énergie libérée est évacuée sous la forme de chaleur à travers la conduite d'échappement 42.

La partie restante de l'énergie dégagée par la combustion 10 est transférée à travers les parois du bloc moteur 12 et de la culasse 17 à un fluide de refroidissement 48 qui circule à travers le moteur thermique 10, en étant mis en circulation par une pompe. Le fluide de refroidissement 48, qui est en général un mélange de liquides à base d'eau, est conduit en général à travers un radiateur non représenté lui- même refroidi 15 par le vent de circulation. Pour chauffer l'habitacle, non représenté à la figure 1, on utilise un échangeur de chaleur 54 relié par des conduites 50, 52 au fluide de refroidissement 48 circulant dans le moteur thermique 10.

Le fluide de refroidissement 48 qui traverse l'échangeur de chaleur 54 échange une partie de sa chaleur avec la veine d'air traversant l'échangeur 20 de chaleur 54. Cette traversée est représentée par une flèche 56 à la figure 1. La veine d'air réchauffée passe par des conduites non représentées à l'intérieur de l'habitacle pour le chauffer.

Selon l'invention, on allonge le temps de séjour des gaz de combustion chauds dans la chambre de combustion 14 si l'appareil de 25 commande 32 détecte une augmentation de la demande de puissance calorifique. Le temps de séjour des gaz de combustion chauds dans la chambre de combustion 14 est défini par l'intervalle de temps compris entre le déclenchement de la combustion de la charge de la chambre de combustion et l'ouverture de la soupape d'échappement 20. Selon 30 l'invention, on allonge ce temps de séjour en avançant l'instant auquel se déclenche la combustion et/ou en retardant l'instant auquel on ouvre la soupape d'échappement 20.

La figure 2 montre la courbe de pression 62 représentant l'évolution de la pression dans la chambre de combustion 14, courbe qui 35 s'établit dans le déclenchement d'une combustion. On obtient le maximum de la pression de la courbe de pression 64 dans la zone du point mort haut OT du piston 16 par le travail de compression assuré par le piston 16 sur la charge enfermée dans la chambre de combustion 14. Par comparaison, la courbe d'évolution de pression 66 présente un maximum très augmenté résultant de la combustion de la charge de la chambre de combustion 14. La charge de la chambre de combustion est déclenchée dans le cas normal, c'est-à-dire en l'absence de demande d'augmentation 5 de la puissance de chauffage par un allumage déclenché à l'instant tl et caractérisé par la référence 70. L'instant tl de l'allumage est prédéfini pour que le maximum de l'augmentation de la pression selon la courbe de pression 66 s'établisse après le passage du point mort haut. De manière plus précise, l'instant tI est prédéfini de façon générale pour que le couple 10 résultant de la courbe de pression 70 et transmis par le piston 16 au vilebrequin du moteur thermique 10 soit maximum.

Selon l'invention, lorsque l'appareil de commande 32 constate une augmentation de la demande de puissance de chauffage, on déclenche la combustion à un instant t2, avancé, ce qui est représenté à la 15 figure 2 par la référence 72. L'augmentation de la pression se produit ainsi de façon anticipée. Pour éviter une augmentation rapide non voulue de la pression après l'allumage avancé 72 on peut par exemple augmenter la partie de gaz inerte de la charge de la chambre de combustion 14 en ouvrant la soupape de réintroduction des gaz d'échappement 46 avant 20 d'aspirer la charge de la chambre de combustion.

Dans le cas idéal on aura une courbe de pression comme celle représentée par la référence 68 à la figure 2. Cette courbe de pression se caractérise en ce que par comparaison avec la courbe de pression de la combustion régulière 66, elle augmente plus tôt et globalement la courbe 25 est plus large et plus plate. Ainsi, on augmente non seulement le temps de séjour des gaz de combustion chauds dans la chambre de combustion 14 mais on peut en plus réduire le rendement mécanique du moteur thermique 10. Cette réduction provient de ce qu'une partie de la courbe de pression 68 est augmentée fortement déjà avant de passer le point mort haut 30 OT, par rapport à la courbe de pression 64. En conséquence, le piston 16, qui remonte encore vers le point mort haut OT, sera freiné par l'augmentation de la pression après le déclenchement de la combustion.

La perte de puissance mécanique ainsi entraînée est compensée par l'appareil de commande 32 qui commande le volet 35 d'étranglement 28 et/ou l'actionneur de soupape d'admission 22 en augmentant la charge de la chambre de combustion. Ainsi, dans le cas d'une combustion selon la courbe de pression 68, on brlera une charge plus importante dans la chambre de combustion que pour une combustion plus régulière correspondant à l'évolution de la pression selon la courbe 66, si dans les deux cas on fournit le même couple. Ainsi, dans le cas de la courbe de pression 68, globalement l'énergie thermique dégagée dans la chambre de combustion 14 et ainsi la quantité de chaleur transmise au fluide de refroidissement 48 sera augmentée en fonction de la demande.

La référence 74 de la figure 2 désigne l'instant d'ouverture régulier de la soupape d'échappement 20. Ce point se situe habituellement dans une plage comprise entre 40 et 90 en amont du point mort bas UT.

Pour allonger le temps de séjour des gaz de combustion chauds dans la 10 chambre de combustion, on peut déplacer cet instant vers l'arrière en cas de commande variable de la soupape. La référence 76 et représentée à la figure 2 désigne un tel instant d'ouverture décalé pour la soupape d'échappement 20; la flèche 78 montre en outre la direction de ce décalage.

1S La représentation de la figure 2 s'applique à la fois à un moteur à essence et à un moteur Diesel. Dans le cas d'un moteur à essence, les instants de déclenchement 70, 72 de la combustion correspondent aux instants auxquels l'appareil de commande 32 commande la bougie d'allumage 40 par un circuit de haute tension non représenté pour 20 ne pas surcharger le dessin. Dans le cas d'un moteur Diesel, les instants 70, 72 correspondent respectivement au début d'une injection de carburant dans la charge fortement comprimée de l'air dans la chambre de combustion 14.

La figure 3 montre comment se déplace le centre de gravité 25 de la combustion 58 par rapport à une combustion régulière et ainsi par rapport à la courbe de pression 66 de la figure 2. Le centre de gravité régulier 58 de la combustion se situe, comme le montre la figure 3, après le point mort haut OT. Du fait du décalage 62, le centre de gravité 60 de la combustion est déplacé vers une position 60 plus proche du point mort 30 haut OT. Comme déjà indiqué ci-dessus, le centre de gravité de la combustion correspond à l'instant auquel la moitié de la quantité de carburant à brler dans une combustion a déjà été consommée.

La figure 4 montre différentes courbes d'injection en fonction du temps. La référence 80 de la figure 4 désigne la fin de l'enveloppe 35 d'une injection répartie en trois injections partielles. La courbe portant la référence 82 correspond à une préinjection; la courbe portant la référence 84 correspond à une injection principale et la courbe portant la référence 86 correspond à une post-injection. L'injection définie par l'enveloppe 80 ou les courbes 82, 84, 86 correspond à une combustion régulière. La référence 87 de la figure 2 montre au contraire une courbe d'injection, modifiée, qui commence plus tôt et se termine plus tard.

Grâce au début anticipé et à la fin retardée, on allonge 5 l'intervalle pendant lequel la chaleur est dégagée dans la chambre de combustion 14. La courbe d'injection désignée par la référence 87 correspond dans une certaine mesure à l'enveloppe 86 des différentes injections 82, 84, 86. De façon correspondante, la courbe d'injection 87 peut se composer de plusieurs injections distinctes entourées par l'enveloppe 87. 10 La répartition de la quantité à injecter n'est pas limitée à une répartition entre trois injections partielles. On peut également avoir une, deux ou unnombre quelconque d'injections partielles. La modification présentée de la courbe d'injection intervient en particulier dans le cas des moteurs Diesel dans lesquels l'injection déclenche la combustion. Toutefois, la modifica15 tion présentée ne se limite pas à l'application à des moteurs Diesel. Cette modification peut également s'utiliser dans le cas de moteurs à essence à injection directe si la combustion est déclenchée par la commande d'une bougie d'allumage 40.

La figure 5 montre une possibilité d'influencer la combus20 tion également dans le cas de moteurs à essence avec formation du mélange à l'extérieur de la chambre, c'est-à-dire en formant le mélange dans la conduite d'aspiration 26 par injection dans cette conduite ou avec un carburateur. La figure 5 montre deux canaux d'admission 88, 90 à travers lesquels l'air de la conduite d'aspiration 26 arrive dans la chambre de 25 combustion 14. L'un des deux canaux d'admission (ce canal porte la référence 90 à la figure 5) est équipé d'un volet d'étranglement 92 actionné par un appareil de commande 32 par l'intermédiaire d'un actionneur de volet 94. Suivant la position du volet 92, le gaz passe de la conduite d'admission 26 avec une rotation différente dans la chambre de combus30 tion 24.

Dans le cas d'une entrée qui se fait symétriquement par rapport au centre de la chambre de combustion 14, en parallèle par les deux canaux d'admission, les deux veines de fluide se rencontrent dans la chambre de combustion 14 et leur rotation respective se compense. Dans 35 le cas contraire, lorsque le volet de rotation 92 est fermé, le gaz de la conduite 26 arrive à vitesse plus élevée de façon excentrée dans la chambre de combustion 14 en passant par l'autre canal d'admission 88, ce qui produit une forte turbulence et une forte rotation du fluide dans la charge de la chambre de combustion. Selon l'invention, dans de telles conditions, en variante et/ou en complément des moyens décrits ci-dessus, on ouvre le volet de rotation 92 pour que le mouvement de la charge de la chambre de combustion diminue dans la chambre de combustion 14. Du fait de la 5 réduction du mouvement de la charge de la chambre de combustion, le front de flamme se développe également plus lentement dans la chambre de combustion 14 après le déclenchement de la combustion. En conséquence, la chaleur dégagée dans la chambre de combustion 14 s'étale dans le temps, ce qui se traduit finalement par une augmentation de la 10 chaleur apportée au fluide de refroidissement 48 du moteur thermique 10.

La figure 6 montre un exemple de réalisation du procédé de l'invention. L'étape 96 représente un programme de commande de moteur qui commande le moteur thermique 10 de façon à obtenir un couple maximum possible et un rendement maximum possible. En d'autres ter15 mes, l'étape 96 correspond à la commande du moteur thermique 10 pour laquelle les courbes de pression correspondent à la courbe de pression 66 de la figure 2. Dans l'étape 98 on vérifie s'il existe une demande d'augmentation de la puissance de chauffage. Une demande d'augmentation de la puissance de chauffage peut se présenter en cas de 20 faible charge de la chambre de combustion et après un démarrage à froid du moteur thermique 10. Dans ce cas le procédé selon l'invention passe à l'étape 100 dans laquelle le moteur thermique 10 fonctionne avec des paramètres modifiés. La modification des paramètres de fonctionnement est telle qu'on augmente l'apport thermique du fluide de refroidissement 48 25 du moteur thermique 1 0.

Pour cela on utilise toutes les mesures décrites ci-dessus.

Partant de l'étape 100, on vérifie dans l'étape 102 si la demande d'augmentation de la puissance de chauffage existe toujours. En cas de réponse positive, le programme revient de nouveau à l'étape 100 de sorte 30 que le moteur continue de fonctionner et la puissance de chauffage continue d'augmenter. En d'autres termes, ce fonctionnement correspond à un fonctionnement du moteur pour lequel on a des courbes de pression comme la courbe de pression 68 de la figure 2. Si dans l'étape 102 la réponse est négative, le programme revient à l'étape 96 qui correspond à un 35 fonctionnement de nouveau normal du moteur. De façon analogue, on part de l'étape 98 pour revenir au programme de commande normal de l'étape 96 si l'étape 98 ne constate pas une demande d'augmentation de la puissance de chauffage.

Claims (11)

REVENDICATIONS

10) Procédé de commande d'un moteur thermique (10) dans lequel une partie de l'énergie dégagée par la combustion d'une certaine quantité de carburant dans au moins une chambre de combustion (14) du moteur 5 thermique (10) est libérée et est absorbée par un fluide de refroidissement (48) et une partie de cette énergie est modifiée par variation commandée des paramètres de fonctionnement du moteur thermique (10), caractérisé en ce que la variation commandée des paramètres de fonctionnement produit un allongement du temps de séjour des gaz de combustion chauds dans au moins une chambre de combustion (14), cette variation étant normalisée suivant la durée d'un cycle de combustion.

20) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu' on augmente le temps de séjour en décalant (62) le centre de gravité (58) de la combustion, le décalage (62) se faisant pour que le centre de gravité de combustion 20 (60), décalé, se situe avant un centre de gravité de combustion (58) pour lequel le couple du moteur thermique (10) fourni par la combustion est au maximum.

30) Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que le décalage (62) du centre de gravité de combustion (58) se fait pour que la courbe de pression (68) résultant de la combustion dans au moins l'une des chambres de combustion (14) augmente plus tôt et se développe globalement d'une manière plus plate.

40) Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'augmentation anticipée et l'évolution plus plate de la pression (68) se font par une variation de l'évolution chronologique des injections de carburant 35 dans au moins une chambre de combustion (14) du moteur thermique (10).

50) Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce qu' on effectue de façon anticipée une injection d'une certaine fraction de carburant normalisée suivant la quantité à injecter pour une combustion.

60) Procédé selon l'une des revendications 1 à 5,

caractérisé en ce qu' on déclenche de manière anticipée la combustion de cette quantité déterminée de carburant.

1o 70) Procédé selon l'une des revendications 3 à 6, caractérisé par une augmentation en parallèle du taux de réintroduction des gaz d'échappement.

80) Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce qu' on diminue le mouvement des charges d'au moins une chambre de combustion (14).

90) Procédé selon l'une des revendications 3 à 8,

caractérisé en ce qu' on ouvre avec retard la soupape d'échappement (20) de la chambre de combustion (14).

10 ) Procédé selon au moins l'une des revendications 1 à 9, caractérisé en ce qu' il est combiné à au moins une mesure pour augmenter le travail d'échange de charge.

110) Dispositif (32) pour commander un moteur thermique (10) selon lequel une partie de l'énergie dégagée par la combustion d'une certaine quantité de carburant dans au moins une chambre de combustion (14) du moteur thermique (10) est absorbée par un fluide de refroidissement (48), selon lequel le dispositif (32) modifie cette partie de cette énergie en modifiant les paramètres de fonctionnement du moteur thermique (10) de façon commandée, caractérisé en ce que le dispositif (32) modifie les paramètres de fonctionnement pour que le temps de séjour des gaz de combustion chauds dans au moins une chambre de combustion (14) soit allongé, ce temps de séjour étant normalisé sur la durée d'un cycle de combustion.

120) Dispositif (32) selon la revendication 1 1, caractérisé en ce qu' il commande au moins l'un des procédés selon les revendications 2 à 10.