FR2858831A1 - Systeme et procede de commande de soupapes destines a un moteur a combustion interne, et dispositif de production de puissance - Google Patents

Systeme et procede de commande de soupapes destines a un moteur a combustion interne, et dispositif de production de puissance Download PDF

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Abstract

Un système de commande de soupapes (11A, 11B, 11C) destiné à un moteur à combustion interne (1) est muni d'un moteur électrique (12) destiné à générer une force d'entraînement de rotation pour entraîner une soupape destinée à l'admission ou à l'échappement, montée sur un cylindre (2) dans le moteur à combustion interne, de façon à ouvrir et fermer la soupape en synchronisme avec un mouvement de piston dans le moteur à combustion interne, un dispositif de transmission (21, 31, 16A, 18B) capable de passer entre (i) un premier état pour transmettre par l'intermédiaire de celui-ci la force d'entraînement de rotation à la soupape (4, 5) depuis ledit moteur électrique et (ii) un second état pour arrêter une opération d'ouverture ou de fermeture de la soupape ou pour faire que la soupape soit entraînée d'une faible valeur de levée, un dispositif d'évaluation (6, 14C, 40) destiné à évaluer si la synchronisation entre l'opération d'ouverture ou de fermeture de la soupape et le mouvement du piston est anormale ou non, et un dispositif de sécurité (6, 16E, 18B) destiné à faire passer ledit dispositif de transmission dans le second état, s'il est évalué par le dispositif d'évaluation que la synchronisation est anormale.

Description

2858831 1
SYSTEME ET PROCEDE DE COMMANDE DE SOUPAPES DESTINES A UN MOTEUR A COMBUSTION INTERNE, ET DISPOSITIF DE PRODUCTION DE PUISSANCE ARRIERE-PLAN DE L'INVENTION 1. Domaine de l'invention La présente invention se rapporte à un système de commande de soupapes destiné à commander une soupape d'admission ou une soupape d'échappement d'un moteur à combustion interne. 2. Description de la technique apparentée La soupape d'admission et la soupape d'échappement du moteur à combustion interne classique sont commandées de façon à s'ouvrir ou se fermer grâce à la force provenant d'un vilebrequin du moteur à combustion interne. On a tenté récemment cependant de commander la soupape d'admission et la soupape d'échappement en utilisant un moteur électrique. Par exemple, la demande de brevet japonais mise à la disposition du public N Hei 8-177 536 décrit un dispositif de commande de soupapes destiné à entraîner un arbre à cames en utilisant un moteur électrique pour ouvrir ou refermer la soupape d'admission.
En outre, par exemple, la demande de brevet japonais mise à la disposition du public N Hei 10-169 418 décrit un mécanisme de soupapes à entraînement électromagnétique destiné à entraîner un corps de soupape de la soupape d'admission ou de la soupape d'échappement grâce à une force électromagnétique, dans un mécanisme à soupapes variables du moteur à combustion interne qui est capable de faire varier en continu un angle d'actionnement et une phase de la soupape d'admission ou de la soupape d'échappement pour commander une quantité d'air d'admission.
Cependant, si le corps de soupape est entraîné pour être ouvert ou fermé par le mécanisme de soupapes à entraînement électromagnétique, qui est décrit dans la demande de brevet japonais mise à la disposition du public N Hei 10-169 418 décrite ci-dessus ou autre, ou bien si le corps de soupape est entraîné de façon à être ouvert ou fermé par la rotation d'un arbre à cames grâce au moteur électrique indépendamment de la rotation du vilebrequin, ce qui est décrit dans la demande de brevet japonais mise à la disposition du public N Hei 8-177 536 ou autre, il est nécessaire de synchroniser le système de commande de soupapes avec la rotation du vilebrequin, f 2858831 2 c'est-à-dire le mouvement des pistons, de façon extrêmement précise, par opposition au cas classique où l'ouverture ou la fermeture de la commande de soupapes est exécutée par la force prélevée du vilebrequin. S'il se produit une perte de synchronisation importante en raison d'une défaillance ou bien au moment de certains mouvements, ce qui éventuellement diminue non seulement les performances du moteur à combustion interne, mais provoque également la collision du corps de soupape et du piston ou la collision de la soupape d'admission et de la soupape d'échappement, en endommageant par conséquent le moteur à combustion interne, il se pose un problème technique.
Par ailleurs, pour pouvoir empêcher ce problème, il est également envisageable de concevoir de prévoir une partie d'évidement ou de dégagement ou autre à la partie supérieure du piston de façon à ne pas mettre en contact le corps de soupape avec le piston, même dans l'état de relèvement le plus grand. Cependant, ceci est limité par conception dans de nombreux cas par la forme de la chambre de combustion. Même si la conception ci-dessus est réalisée, il se pose un problème technique en ce qu'il est difficile d'assurer un taux de compression élevé requis pour un moteur diesel ou autre.

Claims (7)

    RESUME DE L'INVENTION C'est donc un but de la présente invention de procurer un système de commande de soupapes destiné à un moteur à combustion interne qui est capable de réduire la mauvaise influence provoquée par une anomalie, s'il existe une anomalie de la commande de synchronisation entre le système de commande de soupapes et la rotation du vilebrequin, par exemple, dans le moteur à combustion interne comportant le système de commande de soupapes destiné à commander l'ouverture ou la fermeture du corps de soupape grâce au moteur électrique, et un dispositif de production de puissance prévu avec le système de commande de soupapes et le moteur à combustion interne. Le but ci-dessus de la présente invention peut être atteint grâce à un premier système de commande de soupapes destiné à un moteur à combustion interne muni de: un moteur électrique destiné à générer une force d'entraînement de rotation pour entraîner une soupape destinée à l'admission ou à l'échappement, montée sur un cylindre dans le moteur à combustion interne, de 2858831 3 façon à ouvrir et fermer la soupape en synchronisme avec un mouvement de piston dans le moteur à combustion interne, un dispositif de transmission capable de passer entre (i) un premier état pour transmettre par l'intermédiaire de celui-ci la force d'entraînement de rotation vers la soupape depuis le moteur électrique et (ii) un second état pour arrêter une opération d'ouverture ou de fermeture de la soupape ou pour faire que la soupape soit entraînée sur une valeur de levée faible, un dispositif d'évaluation destiné à évaluer si la synchronisation entre l'opération d'ouverture ou de fermeture de la soupape et le mouvement du piston est anormale ou non, et un dispositif de sécurité destiné à faire passer le dispositif de transmission dans le second état s'il est évalué par le dispositif d'évaluation que la synchronisation est anormale. Conformément au premier système de commande de soupapes de la présente invention, dans un cas normal, la force d'entraînement de rotation engendrée sur le moteur électrique est transmise à la soupape par l'intermédiaire du dispositif de transmission qui est dans le premier état ou état normal, et qui comprend, par exemple, une broche de verrouillage, un culbuteur, un bras à mouvement à vide ou autre. Dans ce cas, par exemple, la force d'entraînement de rotation provenant du moteur électrique est convertie en un mouvement rectiligne grâce à un mécanisme d'articulation ou un mécanisme de came, qui est finalement transmis à la soupape. Ceci entraîne la soupape en synchronisation avec le mouvement de piston, ce qui permet une admission et un échappement normaux. Le moteur électrique est utilisé dans la présente invention, ce qui facilite le fait que le système de commande de soupapes soit construit comme un mécanisme à soupapes variables. Donc, il est possible de profiter des divers bénéfices du mécanisme à soupapes variables. En particulier, si la synchronisation entre l'opération d'ouverture ou de fermeture de la soupape et le mouvement du piston devient anormale, le fait est évalué ou déterminé par le dispositif d'évaluation qui est prévu avec une unité de commande électronique (ECU) ou autre, par exemple. Alors, le dispositif de transmission passe dans le second état de celuici grâce au dispositif de sécurité qui est également prévu avec l'unité ECU ou autre, par exemple. Alors, l'opération d'ouverture ou de fermeture de la soupape est arrêtée, ou bien la soupape est 2858831 4 ouverte ou fermée d'une faible valeur de levée grâce au dispositif de transmission qui est dans le second état. En général, si la synchronisation entre l'opération d'ouverture ou de fermeture de la soupape et le mouvement du piston est anormale, il est également envisageable d'arrêter une soupape à entraînement électromagnétique et le moteur électrique ou bien de commander la soupape à entraînement électromagnétique du côté de la faible levée. Cependant, il est difficile d'exécuter une telle commande en un instant pendant la rotation du moteur. Si l'on prend le risque d'exécuter la commande, ceci peut augmenter la puissance et la taille d'un moteur électrique d'une unité d'entraînement. En revanche, si un mécanisme d'arrêt de soupape électrique est incorporé dans la soupape à entraînement électromagnétique qui entraîne directement la soupape d'admission ou la soupape d'échappement, la taille ou le poids du mécanisme entier et la masse d'inertie d'un système de train de soupapes augmentent, de sorte que la puissance de sortie de l'unité d'entraînement doit augmenter. Au contraire, si le dispositif de transmission présente une structure qui peut permettre que des éléments soient accouplés ou séparés mécaniquement, comme dans la présente invention, il est relativement aisé d'améliorer le temps de réponse. L'amélioration du temps de réponse rend possible d'arrêter l'opération d'ouverture ou de fermeture de soupape, ou bien d'actionner la soupape avec une faible valeur de levée pendant un cycle du moteur, par exemple. Donc, comme il est possible d'empêcher que la soupape, qui est désynchronisée, entre en collision avec le piston et se rompt, ceci est beaucoup plus utile en pratique. Comme décrit ci-dessus, conformément au premier système de commande de soupapes de la présente invention, il est possible d'exécuter correctement le traitement de sécurité, même s'il existe une anomalie dans la commande de synchronisation entre le système de commande de soupapes et la rotation du vilebrequin dans le moteur à combustion interne (c'est-à-dire la commande de synchronisation) comportant le système de commande de soupapes destiné à commander l'ouverture ou la fermeture de la soupape d'admission ou de la soupape d'échappement en utilisant le moteur électronique, par exemple. Donc, il est possible de réduire la mauvaise influence provoquée par l'anomalie. En 2858831 5 particulier, un fonctionnement sûr ou un fonctionnement de secours devient possible en appliquant la présente invention à un moteur à combustion interne monté sur une automobile. Dans un premier aspect du premier système de commande de soupapes de la présente invention, le dispositif de transmission est muni de: un culbuteur relié à la soupape, un bras à mouvement à vide qui peut être relié au culbuteur dans le premier état et qui est relié au moteur électrique, et un dispositif de liaison- séparation destiné à séparer le bras à mouvement à vide du culbuteur, grâce à une pression d'huile qui est provoquée par la puissance motrice du moteur à combustion interne ou bien une force électromagnétique qui n'est pas provoquée par la puissance, dans le second état. Conformément à cet aspect, si l'on estime que la synchronisation est anormale, le bras à mouvement à vide est séparé du culbuteur grâce au dispositif de séparation de liaison qui est construit à partir d'un actionneur hydraulique ou électromagnétique ou autre, par exemple. Grâce à cela, le dispositif de transmission passe dans son second état. Donc, en utilisant la structure mécanique relativement simple, il est possible d'arrêter rapidement l'opération d'ouverture ou de fermeture de la soupape ou de commander rapidement l'ouverture ou la fermeture de la soupape d'une faible valeur de levée. Le but ci-dessus de la présente invention peut également être atteint grâce à un second système de commande de soupapes destiné à un moteur à combustion interne muni de: un moteur électrique destiné à générer une force d'entraînement de rotation pour entraîner une soupape destinée à l'admission ou à l'échappement, montée sur un cylindre dans le moteur à combustion interne, de façon à ouvrir et fermer la soupape en synchronisme avec un mouvement du piston dans le moteur à combustion interne, un dispositif de détermination de régime de rotation destiné à déterminer un régime de rotation cible du moteur à combustion interne, un dispositif de détection de régime de rotation destiné à détecter un régime de rotation réel du moteur à combustion interne, et un dispositif d'évaluation destiné à évaluer si la synchronisation entre l'opération d'ouverture ou de fermeture de la soupape et le mouvement du piston est anormale ou non, sur la base d'une différence de 2858831 6 valeur entre le régime de rotation cible déterminé et le régime de rotation réel détecté. Conformément au second système de commande de soupapes de la présente invention, dans le cas normal, la force d'entraînement de rotation générée sur le moteur électrique est transmise à la soupape. Dans ce cas, si la synchronisation entre l'opération d'ouverture ou de fermeture de la soupape et le mouvement du piston devient anormale, ce fait est évalué ou déterminé par le dispositif d'évaluation qui est prévu avec l'unité ECU ou autre, par exemple. En particulier, l'évaluation du fait que la synchronisation est anormale ou non est exécutée sur la base de la différence de valeur entre le régime de rotation cible du moteur à combustion interne déterminé par le dispositif de détermination de régime de rotation et le régime de rotation réel du moteur à combustion interne détecté par le dispositif de détection de régime de rotation. En général, le mouvement du système de train de soupapes est commandé de façon à synchroniser la rotation du vilebrequin (le mouvement du piston) avec le mouvement du système de train de soupapes (rotation des cames), en les mesurant avec des capteurs. Cependant, dans certains cas, ils se désynchronisent éventuellement en raison de l'augmentation du frottement et de la détérioration et la défaillance des systèmes de mesure et des capteurs provoquées par la rupture d'un câble et une dégradation ou autre. En outre, ils se désynchronisent éventuellement en raison de l'augmentation du frottement et de la défaillance d'une bielle de piston et du vilebrequin ou autre. Donc, il est difficile ou impossible en pratique d'évaluer avec exactitude si la synchronisation est anormale en les mesurant en se reposant sur la sortie des capteurs, comme décrit cidessus. Par conséquent, un traitement de sécurité inutile ou nuisible est éventuellement exécuté à un mauvais cadencement selon le résultat imprécis de l'évaluation. Sinon, le traitement de sécurité n'est éventuellement pas exécuté à l'instant auquel le traitement de sécurité doit être exécuté. Au contraire, comme dans la présente invention décrite ci-dessus, il est possible d'évaluer de façon extrêmement précise si la synchronisation est anormale ou non sur la base de la différence de valeur entre le régime de rotation cible et le régime de rotation réel. Donc, il est possible d'exécuter le traitement de sécurité approprié à un 2858831 7 instant approprié. Il en résulte que comme il est possible d'empêcher que la soupape, qui est désynchronisée, entre en collision avec le piston et se rompt, ceci est beaucoup plus utile en pratique. Comme décrit ci-dessus, conformément au second système de commande de soupapes de la présente invention, il est possible d'évaluer l'anomalie de façon extrêmement précise même si l'anomalie existe dans la commande de synchronisation entre le système de commande de soupapes et la rotation du vilebrequin, par exemple, dans le moteur à combustion interne comportant le système de commande de soupapes destiné à commander l'ouverture ou la fermeture de la soupape d'admission ou de la soupape d'échappement en utilisant le moteur électronique. Donc, il est possible de réduire la mauvaise influence provoquée par l'anomalie en exécutant divers traitements de sécurité conformément au résultat de l'évaluation. En particulier, un fonctionnement sûr ou un fonctionnement de secours devient possible en appliquant la présente invention à un moteur à combustion interne monté sur une automobile. Dans un premier aspect du premier système de commande de soupapes de la présente invention, le premier système de commande de soupapes est en outre muni de: un dispositif de détermination de régime de rotation destiné à déterminer un régime de rotation cible du moteur à combustion interne, et un dispositif de détection de régime de rotation destiné à détecter un régime de rotation réel du moteur à combustion interne, le dispositif d'évaluation évaluant si la synchronisation entre l'opération d'ouverture ou de fermeture de la soupape et le mouvement du piston est anormale ou non, sur la base d'une différence de valeur entre le régime de rotation cible déterminé et le régime de rotation réel détecté. Conformément à cet aspect, le dispositif de détermination de régime de rotation, qui est construit à partir de divers capteurs de régime de rotation et de l'unité ECU ayant une fonction de calcul ou autre, détermine le régime de rotation cible N d'après des données mesurées de la rotation réelle du vilebrequin (ou bien des données mesurées du mouvement du piston) Ncrk et du couple requis ou autre, par exemple. Le dispositif de détection de régime de rotation, qui comprend les divers capteurs de régime de rotation, détecte le régime de 2858831 8 rotation d'une came ou d'une biellette Ncam ou autre. De ce fait, le dispositif d'évaluation est capable de réaliser l'évaluation relativement rapidement et avec précision sur la base de la différence de valeur entre eux. Sous un autre aspect du second système de commande de soupapes de la présente invention, le dispositif d'évaluation évalue que la synchronisation est anormale si la différence de valeur atteint ou dépasse une valeur de seuil prédéterminée. Conformément à cet aspect, une différence A N1 entre le régime de rotation cible N et le régime de rotation réel de la came (ou de la biellette) pour la soupape d'admission Ncaml est comparée à une valeur de seuil prédéterminée A N, où N est déterminé d'après le régime de rotation réel du vilebrequin Ncrk et le couple requis ou autre. En variante, une différence A N2 entre le régime de rotation cible N et le régime de rotation réel de la came (ou de la biellette) pour la soupape d'échappement Ncam2 est comparée à la valeur de seuil prédéterminée A N. Alors, en tant que résultat de l'évaluation, on évalue si la synchronisation est anormale ou normale. Donc, il est possible d'effectuer l'évaluation relativement rapidement et avec précision. Sous un autre aspect du second système de commande de soupapes de la présente invention, le dispositif de détection de régime de rotation est muni d'un dispositif de mesure de régime de rotation de came destiné à mesurer le régime de rotation d'une came du moteur à combustion interne, et le dispositif de détermination de régime de rotation est muni d'un dispositif de calcul de régime de came cible destiné à calculer le régime de rotation cible sur la base d'un couple requis de même que du régime de rotation du moteur ou bien du régime de rotation d'un vilebrequin du moteur à combustion interne. Conformément à cet aspect, le dispositif d'évaluation est capable d'évaluer relativement rapidement et avec précision, sur la base du régime de rotation de la came, lequel est mesuré par le dispositif de mesure de régime de rotation de came, et du régime de rotation cible, lequel est calculé par le dispositif de calcul de régime de rotation de came cible sur la base du couple requis de même du régime de rotation du moteur ou du régime de rotation du vilebrequin.
  1. 2858831 9 Sous un autre aspect du premier ou du second système de commande de soupapes de la présente invention, le moteur à combustion interne comporte une pluralité de cylindres, et le système de commande de soupapes est prévu pour chaque cylindre de la pluralité de cylindres.
    Conformément à cet aspect, dans le moteur à combustion interne comportant une pluralité de cylindres, pour chaque cylindre de la pluralité de cylindres, il est possible d'exécuter le traitement de sécurité et d'évaluer si la synchronisation est anormale, indépendamment les uns des autres. Donc, il est également possible d'exécuter un fonctionnement de secours tel que le fonctionnement ne soit arrêté que pour un cylindre dans lequel la synchronisation est anormale.
    Le but ci-dessus de la présente invention peut également être atteint grâce à un premier procédé de commande de soupapes dans un système de commande de soupapes destiné à un moteur à combustion interne muni de: un moteur électrique destiné à générer une force d'entraînement de rotation pour entraîner une soupape destinée à l'admission ou à l'échappement, montée sur un cylindre dans le moteur à combustion interne de façon à ouvrir et fermer la soupape en synchronisme avec un mouvement du piston dans le moteur à combustion interne, et un dispositif de transmission permettant de passer entre (i) un premier état pour transmettre par l'intermédiaire de celui-ci la force d'entraînement de rotation à la soupape depuis ledit moteur électrique et (ii) un second état pour arrêter une opération d'ouverture ou de fermeture de la soupape ou pour commander la soupape avec une faible valeur de levée, le procédé de commande de soupapes étant muni de: un traitement de commande destiné à générer la force d'entraînement par le moteur électrique, un traitement d'évaluation consistant à évaluer si une synchronisation entre l'opération d'ouverture ou de fermeture de la soupape et le mouvement du piston est anormale ou non, et un traitement de sécurité consistant à faire passer le dispositif de transmission dans le second état s'il est évalué par le traitement d'évaluation que la synchronisation est anormale.
    Conformément au premier procédé de commande de soupapes de la présente invention, comme dans le cas du premier système de commande de soupapes décrit ci-dessus de la présente invention, si la synchronisation entre l'opération d'ouverture ou de 2858831 10 fermeture de la soupape et le mouvement du piston devient anormale, ce fait est évalué ou déterminé par le traitement d'évaluation. Alors, le dispositif de transmission passe dans le second état de celui-ci grâce au traitement de sécurité. Alors, l'opération d'ouverture ou de fermeture de la soupape est arrêtée, ou bien la soupape est ouverte ou fermée d'une faible valeur de levée par le dispositif de transmission qui est dans le second état. Donc, conformément au premier procédé de commande de soupapes de la présente invention, il est possible d'exécuter correctement le traitement de sécurité même s'il existe une anomalie dans la commande de synchronisation entre le système de commande de soupapes et la rotation du vilebrequin, par exemple, dans le moteur à combustion interne comportant le système de commande de soupapes destiné à commander l'ouverture ou la fermeture de la soupape d'admission ou de la soupape d'échappement en utilisant le moteur électronique. Donc, il est possible de réduire la mauvaise influence provoquée par l'anomalie.
    Le but ci-dessus de la présente invention peut également être atteint par un second procédé de commande de soupapes dans un système de commande de soupapes destiné à un moteur à combustion interne muni de: un moteur électrique destiné à générer une force d'entraînement de rotation pour entraîner une soupape destinée à l'admission ou à l'échappement, montée sur un cylindre dans le moteur à combustion interne de façon à ouvrir et fermer la soupape en synchronisme avec un mouvement du piston dans le moteur à combustion interne, le procédé de commande de soupapes étant muni de: un traitement de détermination de régime de rotation consistant à déterminer un régime de rotation cible du moteur à combustion interne, un traitement de détection de régime de rotation consistant à détecter un régime de rotation réel du moteur à combustion interne, et un traitement d'évaluation consistant à évaluer si une synchronisation entre l'opération d'ouverture ou de fermeture de la soupape et le mouvement du piston est anormale ou non, sur la base d'une différence de valeur entre le régime de rotation cible déterminé et le régime de rotation réel détecté.
    Conformément au second procédé de commande de soupapes de la présente invention, comme dans le cas du second système de commande de soupapes de la présente invention décrit ci-dessus, 2858831 11 si la synchronisation entre l'opération d'ouverture ou de fermeture de la soupape et le mouvement du piston devient anormale, ce fait est évalué ou déterminé par le traitement d'évaluation. En particulier, l'évaluation de ce que la synchronisation est anormale ou non est exécutée sur la base de la différence de valeur entre le régime de rotation cible du moteur à combustion interne déterminé par le traitement de détermination de régime de rotation et le régime de rotation réel du moteur à combustion interne détecté par le traitement de détection de régime de rotation. Donc, conformément au second procédé de commande de soupapes de la présente invention, il est possible d'évaluer l'anomalie de façon extrêmement précise même si l'anomalie existe dans la commande de synchronisation entre le système de commande de soupapes et la rotation du vilebrequin, par exemple, dans le moteur à combustion interne comportant le système de commande de soupapes destiné à commander l'ouverture ou la fermeture de la soupape d'admission ou de la soupape d'échappement en utilisant le moteur électronique. Donc, il est possible de réduire la mauvaise influence provoquée par l'anomalie en exécutant divers traitements de sécurité conformément au résultat d'évaluation.
    Le but ci-dessus de la présente invention peut être atteint grâce à un dispositif de production de puissance muni de: un moteur à combustion interne ainsi que des premier ou second systèmes de commande de soupapes décrits ci-dessus de la présente invention (y compris leurs divers aspects).
    Conformément au dispositif de production de puissance de la présente invention, il est muni des premier ou second systèmes de commande de soupapes décrits ci-dessus de la présente invention. Donc, même s'il existe une anomalie dans la commande de synchronisation entre le système de commande de soupapes et la rotation du vilebrequin, il est possible de réduire la mauvaise influence provoquée par l'anomalie. En particulier, un fonctionnement sûr ou un fonctionnement de secours devient possible en appliquant la présente invention à une automobile.
    La nature, l'utilité et d'autres caractéristiques de cette invention seront plus clairement mises en évidence d'après la description détaillée suivante faisant référence à des modes de réalisation préférés de l'invention, lorsqu'elle sera lue 2858831 12 conjointement avec les dessins annexés brièvement décrits ci-dessous.
    BREVE DESCRIPTION DES DESSINS
    La figure 1 est une vue en perspective représentant la structure entière d'un moteur à combustion interne dans laquelle un système de commande de soupapes associé à un premier mode de réalisation de la présente invention est incorporé, La figure 2 est une vue en perspective représentant la structure partielle du moteur à combustion interne dans laquelle le système de commande de soupapes associé au premier mode de réalisation de la présente invention est incorporé, c'est-à-dire un dispositif de commande de soupapes pour un cylindre, La figure 3 est une vue en perspective représentant les éléments constitutifs du dispositif de commande de soupapes associé au premier mode de réalisation de la présente invention, c'est-à-dire les culbuteurs, un bras à mouvement à vide et les soupapes d'admission, La figure 4 est une vue en coupe transversale simplifiée représentant la structure, telle que le culbuteur, le bras à mouvement à vide et une came à levée importante, dans un cas normal du dispositif de commande de soupapes associé au premier mode de réalisation de la présente invention, La figure 5 est une vue en coupe transversale simplifiée représentant la structure, telle que le culbuteur, le bras à mouvement à vide et la came à levée importante, dans un cas anormal de la commande de synchronisation du dispositif de commande de soupapes associé au premier mode de réalisation de la présente invention, La figure 6 est une vue en coupe transversale simplifiée représentant la structure, telle que le culbuteur, le bras à mouvement à vide, la came à levée importante, et une came à faible levée, dans un cas normal d'un dispositif de commande de soupapes associé à un second mode de réalisation de la présente invention, La figure 7 est une vue en coupe transversale simplifiée représentant la structure, telle que le culbuteur, le bras à mouvement à vide, la came à levée importante et la came à faible levée, dans un cas anormal de la commande de synchronisation du 2858831 13 dispositif de commande de soupapes associé au second mode de réalisation de la présente invention, La figure 8 est une vue en perspective représentant les éléments constitutifs d'un dispositif de commande de soupapes associé à un troisième mode de réalisation de la présente invention, c'est-à-dire un dispositif de rattrapage de jeu hydraulique (HLA), le culbuteur, un galet, un nez et la soupape d'admission, La figure 9 est une vue en coupe transversale simplifiée représentant la structure détaillée du dispositif HLA qui est un exemple du dispositif de commande de soupapes associé au troisième mode de réalisation de la présente invention, La figure 10A est une vue latérale simplifiée représentant la structure et le fonctionnement des éléments constitutifs d'un dispositif de commande de soupapes associé à un quatrième mode de réalisation de la présente invention, c'est-à-dire des première et seconde biellettes, un ressort hélicoïdal, une broche de verrouillage, et la soupape d'admission, La figure 10B est une vue de devant simplifiée représentant la structure et le fonctionnement des éléments constitutifs du dispositif de commande de soupapes associé au quatrième mode de réalisation de la présente invention, c'est-à-dire les première et seconde biellettes, le ressort hélicoïdal, la broche de verrouillage, et la soupape d'admission, La figure 11 est un schéma de principe représentant une unité ECU destinée à commander le moteur à combustion interne et le système de commande de soupapes pour le moteur à combustion interne associé à la présente invention, divers capteurs, divers actionneurs ou analogues, La figure 12 est un organigramme représentant un programme de traitement de sécurité d'une anomalie dans une commande de synchronisation associée au premier, au troisième et au quatrième modes de réalisation de la présente invention, et La figure 13 est un organigramme représentant un programme de traitement de sécurité d'une anomalie dans une commande de synchronisation associée au second mode de réalisation de la présente invention.
  2. 2858831 14
    DESCRIPTION DETAILLEE DES MODES DE REALISATION PREFERES
    Les modes de réalisation spécifiques du système de commande de soupapes pour le moteur à combustion interne associé à la présente invention seront expliqués en faisant référence aux dessins. Par commodité, une première explication concerne une partie mécanique comprenant le "moteur électrique" et le "dispositif de transmission" associés à la présente invention, pour chacun des systèmes de commande de soupapes dans les premier à quatrième modes de réalisation (se référer aux figures 1 à 10). Ensuite, une seconde explication concerne un procédé de détection spécifique consistant à détecter une anomalie dans la commande de synchronisation, et un procédé de commande d'arrêt spécifique consistant àcommander l'arrêt des soupapes d'admission ou des soupapes d'échappement dans un cas anormal de la commande de synchronisation, ou analogue, qui sont communs aux premier à quatrième modes de réalisation (se référer aux figures 11 à 13). Les procédés ci-dessus utilisent l'unité de commande électronique (ECU), qui constitue un exemple du "dispositif d'évaluation" et du "dispositif de sécurité" associés à la présente invention.
    A ce propos, dans les modes de réalisation ci-dessous, s'il existe une anomalie dans la synchronisation entre le mouvement du piston et le mouvement des soupapes d'admission ou des soupapes d'échappement, lesquelles sont commandées de façon synchrone, pour certaines raisons telles qu'une panne, elle est simplement désignée comme étant "dans le cas anormal de la commande de synchronisation", le cas échéant. Une telle anomalie de la synchronisation est simplement appelée "anomalie de la commande de synchronisation", le cas échéant.
    (Premier mode de réalisation) La structure et le fonctionnement du système de commande de soupapes destiné au moteur à combustion interne du premier mode de réalisation seront expliqués en détail en faisant référence aux figures 1 à 5.
    Tout d'abord, en faisant référence à la figure 1, la structure entière du système de commande de soupapes pour le moteur à combustion interne associé au premier mode de réalisation sera expliquée. La figure 1 représente la structure entière du moteur à combustion interne dans lequel le système de 2858831 15 commande de soupapes associé au premier mode de réalisation est incorporé.
    Un moteur à combustion interne 1 est construit comme un moteur à essence en ligne à cylindres multiples dans lequel une pluralité de cylindres 2 (quatre sur la figure 1) sont disposés dans une direction et dans lequel un piston 3 est rattaché à chaque cylindre 2 pour pouvoir se déplacer dans la direction verticale (vers le haut et vers le bas). Deux soupapes d'admission 4 et deux soupapes d'échappement 5 sont disposées au-dessus de chaque cylindre 2. Les soupapes d'admission 4 et les soupapes d'échappement 5 sont actionnées de façon à être ouvertes ou fermées dans un système de commande de soupapes 10 en synchronisme avec le mouvement vertical du piston 3. Grâce à cela, l'admission vers le cylindre 2 et l'échappement depuis le cylindre 2 sont exécutés.
    Le système de commande de soupapes 10 est muni: des dispositifs de commande de soupapes 11A, dont chacun est disposé du côté échappement d'un cylindre respectif parmi les cylindres 2, et des dispositifs de commande de soupapes 11B, dont chacun est disposé du côté admission d'un cylindre respectif parmi les cylindres 2. Chacun des dispositifs de commande de soupapes 11A et 112 actionne les soupapes d'échappement 5 ou les soupapes d'admission 4 en utilisant une came. Les structures des dispositifs de commande de soupapes 11A sont identiques les unes aux autres, et les structures des dispositifs de commande de soupapes 11B sont identiques les unes aux autres. A ce propos, la pluralité de dispositifs de commande de soupapes 11A peut être construite de façon à actionner les soupapes indépendamment les unes des autres, par exemple en arrêtant un seul cylindre 2 ou autre, ou bien pour actionner les soupapes en conjonction les unes avec les autres. De la même manière, la pluralité de dispositifs de commande de soupapes 11B peut être construite pour actionner les soupapes indépendamment les unes des autres, ou bien pour actionner les soupapes en conjonction les unes avec les autres.
    Ensuite, en faisant référence à la figure 2, la structure partielle du moteur à combustion interne associé au premier mode de réalisation, c'està-dire le dispositif de commande de soupapes pour un cylindre, sera expliquée. La figure 2 représente la structure partielle du moteur à combustion interne 2858831 16 dans lequel le système de commande de soupapes associé au premier mode de réalisation est incorporé, c'est-àdire le dispositif de commande de soupapes pour un cylindre.
    Comme indiqué sur la figure 2, le dispositif de commande de soupapes 11A destiné à l'échappement et le dispositif de commande de soupapes 11B destiné à l'admission sont prévus pour un cylindre 2 par paires. A ce propos, les dispositifs de commande de soupapes 11A et 11B présentent des structures similaires l'une à l'autre. Tout d'abord, le dispositif de commande de soupapes 11B du côté admission sera expliqué.
    Le dispositif de commande de soupapes 11B du côté admission comprend un moteur électrique 12 (appelé ci-après simplement "moteur 12", le cas échéant) et est conçu pour convertir le mouvement de rotation du moteur 12 en un mouvement rectiligne, c'est-à-dire le mouvement d'ouverture ou de fermeture rectiligne de la soupape d'admission 4. Un moteur à courant continu sans balai ou autre, qui permet de réguler une vitesse de rotation, est utilisé pour le moteur 12. Un capteur de détection de position, tel qu'un convertisseur d'angle et un codeur rotatif, destiné à détecter sa position en rotation, est incorporé dans le moteur 12.
    Le dispositif de commande de soupapes 11B est muni de: un arbre à cames 14B, un train d'engrenages destiné à transmettre le mouvement de rotation du moteur 12 à l'arbre à cames 14B, des culbuteurs 16A et 16B destinés à actionner les soupapes d'admission 4, et un bras à mouvement à vide 30 disposé entre l'arbre à cames 14B et les culbuteurs 16A et 16B. L'arbre à cames 14B est prévu indépendamment pour chaque cylindre 2. En d'autres termes, l'arbre à cames 14B est séparé pour chaque cylindre 2. Le train d'engrenages 15 transmet la rotation d'une roue d'engrenage du moteur 18, qui est montée sur un arbre de sortie (non illustré) du moteur 12, par l'intermédiaire d'une roue d'engrenage intermédiaire 190 à une roue d'engrenage d'entraînement de came 20, laquelle est intégrée à l'arbre à cames 14B et fait tourner l'arbre à cames 14B en synchronisme avec le moteur 12.
    Une seule came à levée importante 21 est disposée sur l'arbre à cames 14B de façon solidaire en rotation. La came à levée importante 21 est formée comme un type de came à disque dans laquelle une partie d'un cercle de base coaxial à l'arbre à 2858831 17 cames 14B est renflée. Les profils (ou bien les contours circonférentiels extérieurs) des cames à levée importante 21 sont mutuellement identiques entre tous les dispositifs de commande de soupapes 11B. Le profil de la came à levée importante 21 est conçu pour ne pas générer une courbure négative sur la périphérie entière de la came à levée importante 21, c'est-à-dire pour établir une surface courbe convexe vers l'extérieur dans la direction radiale.
    Les culbuteurs 16A et 16B sont disposés de façon à basculer ou à osciller, avec un axe de culbuteur 16C au centre. Une force élastique est appliquée par un ressort de soupape 23 aux soupapes d'admission 4 du côté des culbuteurs 16A et 16B, grâce à quoi les soupape d'admission 4 sont collées à un siège de soupape (non illustré) d'un orifice d'admission, et l'orifice d'admission est fermé.
    Par ailleurs, comme indiqué sur la figure 2, le dispositif de commande de soupapes 11A du côté des soupapes d'échappement 5 est muni de: une came 21 disposée sur un arbre à cames 14A de la même manière que dans le dispositif de commande de soupapes 11B, et un mécanisme de réglage de caractéristiques de soupapes 17. La came 21 actionne les culbuteurs 16A et 16B par l'intermédiaire du mécanisme de réglage de caractéristiques de soupapes 17. A ce propos, le mécanisme de réglage de caractéristiques de soupapes 17 peut être prévu pour le dispositif de commande de soupapes 11B du côté des soupapes d'admission 4.
    Comme dans le cas du côté admission, les culbuteurs 16A et 16B sont également disposés avec possibilité de basculement ou d'oscillation, avec un axe de culbuteur 16C au centre. Une force élastique est appliquée par un ressort de soupape 23 aux soupapes d'échappement 5 du côté des culbuteurs 16A et 16B, grâce à quoi les soupapes d'échappement 5 sont collées à un siège de soupape (non illustré) d'un orifice d'échappement, et l'orifice d'échappement est fermé. Les autres parties d'extrémité des culbuteurs 16A et 16B sont en contact avec des dispositifs de réglage 24. Les dispositifs de réglage 24 poussent vers le haut l'autre partie d'extrémité des culbuteurs 16A et 16B, grâce à quoi les parties de la première extrémité des culbuteurs 16A et 16B sont maintenues de façon à être en 2858831 18 contact avec les parties d'extrémités supérieures des soupapes d'échappement 5.
    Le mécanisme de réglage de caractéristiques de soupapes 17 fonctionne comme un dispositif intermédiaire pour transmettre le mouvement de rotation de la came 21 aux culbuteurs 16A et 16B, sous forme d'un mouvement oscillatoire, et fonctionne également comme dispositif de modification de valeur de levée/d'angle d'actionnement pour modifier une valeur de levée et un angle d'actionnement des soupapes d'échappement 5 en modifiant une corrélation entre le mouvement de rotation de la came 21 et le mouvement oscillatoire des culbuteurs 16A et 16B.
    Les autres parties du dispositif de commande de soupapes 11A sont communes à celles du dispositif de commande de soupapes 11B, et l'explication des parties communes sera omise.
    En ce qui concerne les soupapes d'échappement 5, la phase et l'angle d'actionnement de celles-ci peuvent également être modifiés de façons diverses en modifiant de façon diverse une vitesse d'entraînement de l'arbre à cames 14B en utilisant le moteur 12 du dispositif de commande de soupapes 11B.
    Le dispositif de commande de soupapes 11A est également prévu indépendamment pour chaque cylindre 2, et l'arbre à cames 14A est également indépendant pour chaque cylindre 2. Donc, il est possible de régler les caractéristiques fonctionnelles des soupapes d'échappement 5 pour qu'elles soient dans un état optimum indépendamment pour chaque cylindre 2. Ceci rend possible d'améliorer plus que jamais la flexibilité concernant les caractéristiques fonctionnelles de chaque soupape d'échappement 5.
    A ce propos, dans le dispositif de commande de soupapes 11B du côté admission, il est possible de modifier la valeur de levée des soupapes d'admission 4 en arrêtant le moteur 12, alors que la came à levée importante 21 pousse vers le bas les culbuteurs 16A et 16B par l'intermédiaire du bras à mouvement à vide 30, et en inversant l'arbre à cames 14B depuis la position d'arrêt. La plus grande valeur de levée dans ce cas est limitée à une valeur de levée dans le cas où un nez de came de la came à levée importante 21 passe sur un galet non illustré du bras à mouvement à vide 30. Une telle commande de la valeur de levée par la rotation inverse du moteur 12 peut également être exécutée sur le dispositif de commande de soupapes 11A du côté 2858831 19 échappement. Le mécanisme associé au bras à mouvement à vide 30 peut être disposé sur le dispositif de commande de soupapes 11A du côté des soupapes d'échappement 5.
    Ensuite, en faisant référence aux figures 3 et 4, la structure du dispositif de commande de soupapes associé au premier mode de réalisation sera expliquée en détail. La figure 3 représente les éléments constitutifs du dispositif de commande de soupapes associé au premier mode de réalisation, c'est-à-dire les culbuteurs, le bras à mouvement à vide, et les soupapes d'admission. La figure 4 représente de façon simplifiée la structure, telle que le culbuteur, le bras à mouvement à vide et la came à levée importante, dans le cas normal du dispositif de commande de soupapes associé au premier mode de réalisation.
    Le dispositif de commande de soupapes associé au premier mode de réalisation représenté sur la figure 3 et la figure 4 est muni principalement: des culbuteurs 16A et 16B, du bras à mouvement à vide 30, de la came à levée importante 21, et des soupapes d'admission 4.
    Les culbuteurs 16A et 16B ont fondamentalement pour fonction d'ouvrir ou refermer les soupapes d'admission 4 ou les soupapes d'échappement 5. Ils sont séparés et positionnés parallèlement sur les deux côtés du bras à mouvement à vide 30 décrit plus loin sur le dispositif de commande de soupapes associé au premier mode de réalisation. Les deux culbuteurs 16A et 16B ne butent pas sur la came à levée importante 21 et sont disposés avec possibilité de basculement ou d'oscillation, l'axe de culbuteur 16C servant de point d'appui de levier. A l'intérieur des deux culbuteurs 16A et 16B, se trouve un trou de liaison 19 qui est disposé de façon coaxiale et avec lequel deux broches de verrouillage 18A et 18B décrites plus loin peuvent être articulées. A l'intérieur du trou de liaison 19 du culbuteur 16A, se trouve un ressort de rappel 16F décrit plus loin. A l'intérieur du culbuteur 16B, se trouve une chambre hydraulique 16E mise en communication avec le trou de liaison 19. A l'intérieur des deux culbuteurs 16A et 16B, se trouve un canal 16D destiné à de l'huile de lubrification mis en communication avec la chambre hydraulique 16E.
    Le bras à mouvement à vide 30 est positionné entre les deux culbuteurs 16A et 16B, et est muni d'un galet 31 en contact avec la came à levée importante 21 décrite plus loin. En particulier, 2858831 20 le bras à mouvement à vide 30 bute sur un ressort à mouvement à vide non illustré qui rend possible le mouvement à vide. Le bras à mouvement à vide 30 est toujours en contact avec la came à levée importante 21 grâce au galet 31, grâce à une force élastique du ressort à mouvement à vide. Le bras à mouvement à vide 30 peut osciller, indépendamment des culbuteurs 16A et 16B avec l'axe de culbuteur 16C en tant que point d'appui de levier, ou bien en conjonction avec eux de façon solidaire. A l'intérieur du bras à mouvement à vide 30, se trouve le trou de liaison 19 disposé de façon coaxiale décrit ci- dessus, destiné à articuler les broches de verrouillage 18A et 18B avec celui-ci. A ce propos, en même temps que le trou de liaison 19, les broches de verrouillage 18A et 18B sont disposées dans la direction axiale de l'axe de culbuteur 16C à l'intérieur d'une partie renflée représentée par une flèche sur la figure 3. A l'intérieur du bras à mouvement à vide 30, se trouve le canal décrit ci-dessus 16D destiné à l'huile de lubrification, mis en communication avec la chambre hydraulique 16E.
    Chacune des deux soupapes d'admission 4 est disposée de 20 façon à buter sur un culbuteur respectif parmi les culbuteurs 16A et 16B et pour être en conjonction avec eux.
    La came à levée importante 21 est disposée de façon à tourner autour de l'arbre à cames 14B et à être en contact avec le galet 31 du bras à mouvement à vide 30. La came à levée importante 21 est réglée pour présenter un profil de came qui provoque un fort couple dans une plage de rotation à haut régime du moteur à combustion interne. La came à levée importante 21 est par exemple une came de puissance du type à haut régime présentant une valeur de levée et une durée ou période de levée (un angle d'actionnement) plus grandes que celles d'une came habituelle.
    Ensuite, en faisant référence à la figure 5 et à la figure 4 décrite cidessus, le fonctionnement du dispositif de commande de soupapes associé au premier mode de réalisation sera expliqué en détail. La figure 5 représente de façon simplifiée la structure telle que le culbuteur, le bras à mouvement à vide et la soupape d'admission, ainsi que la came à levée importante, dans le cas anormal de la commande de synchronisation du dispositif de commande de soupapes associé au premier mode de réalisation.
  3. 2858831 21 Comme indiqué sur la figure 4 et la figure 5, le trou de liaison 19 est formé dans la direction axiale de l'axe de culbuteur 16C, au niveau d'une partie d'oscillation qui est écartée d'une distance prédéterminée par rapport à l'axe de culbuteur 16C, dans chacun des culbuteurs 16A et 16B décrits ci-dessus, et le bras à mouvement à vide 30. Les deux broches de verrouillage de l'ensemble de broches de verrouillage 18A et 18B sont insérées dans le trou de liaison 19, et les broches de verrouillage 18A et 18B peuvent coulisser dans la direction de l'axe de culbuteur 16C en réponse à une pression d'huile d'actionnement.
    A ce propos, un exemple du "dispositif de transmission" associé à la présente invention est construit à partir: des culbuteurs 16A et 16B, du bras à mouvement à vide 30, du trou de liaison 19, des broches de verrouillage 18A et 18B, qui sont décrits ci-dessus, et de divers actionneurs destinés à engendrer une pression d'huile et une force électromagnétique qui seront décrits plus loin. Parmi eux, le "dispositif de séparation de liaison" associé à la présente invention est construit à partir des divers actionneurs pour engendrer une pression d'huile et une force électromagnétique.
    Comme indiqué sur la figure 4, dans le cas normal, la broche de verrouillage 18B est liée au trou de liaison 19 à l'intérieur du culbuteur 16A et le bras à mouvement à vide 30 par une force élastique d'un ressort de rappel 16F. En même temps, la broche de verrouillage 18A est poussée par la broche de verrouillage 18B et est liée au trou de liaison 19 à l'intérieur du bras à mouvement à vide 30 et du culbuteur 16B. Alors, les deux culbuteurs 16A et 16B, ainsi que le bras à mouvement à vide 30, sont reliés et réunis en un seul corps. Donc, le mouvement de rotation de la came à levée importante 21 est transmis aux soupapes d'admission 4 ou aux soupapes d'échappement 5 par l'intermédiaire du galet 31 monté sur le bras à mouvement à vide 30 et les deux culbuteurs 16A et 16B, grâce à quoi il est possible d'ouvrir ou fermer les soupapes d'admission 4 ou les soupapes d'échappement 5.
    A savoir, dans le cas normal, le bras à mouvement à vide 30 et les culbuteurs 16A et 16B des deux côtés de celui-ci sont reliés et unifiés en un seul corps. Alors, suivant la synchronisation des soupapes conforme au profil de came de la 2858831 22 came à levée importante 21, il est possible d'ouvrir ou de fermer les soupapes d'admission 4 ou les soupapes d'échappement 5.
    Par ailleurs, comme indiqué sur la figure 5, "dans le cas anormal de la commande de synchronisation", qui est le cas où il existe une anomalie dans la synchronisation entre le mouvement du piston 3 et le mouvement des soupapes d'admission 4 ou des soupapes d'échappement 5, les divers actionneurs destinés à engendrer une pression d'huile sont mis en oeuvre sous la commande de l'unité ECU, qui constitue un exemple du "dispositif d'évaluation" et du "dispositif de sécurité" associés à la présente invention comme on le décrit plus loin, et la pression d'huile est conduite à la chambre hydraulique 16E, dans laquelle la broche de verrouillage 18A est stockée par l'intermédiaire du canal 16D. Les deux broches de verrouillage 18A et 18B sont poussées dans la direction de la gauche d'une valeur prédéterminée contre la force élastique du ressort de rappel 16F et la broche de verrouillage 18A est simplement stockée dans le trou de liaison 19 du bras à mouvement à vide 30. Dans le premier mode de réalisation, l'anomalie au moyen de commande de synchronisation signifie un état tel qu'une différence de valeur entre le régime de rotation de l'arbre à cames et le régime de rotation cible de l'arbre à cames, laquelle est obtenue d'après le régime de rotation du vilebrequin et le couple requis du moteur à combustion interne, est supérieure à une valeur de seuil prédéterminée. En particulier, la valeur de seuil prédéterminée peut être déterminée avec la phase de la came et la valeur de levée comme paramètres.
    A ce propos, la longueur de la broche de verrouillage 18A est conçue pour être presque la même ou complètement identique à la largeur du bras à mouvement à vide 30. La broche de verrouillage 18B qui est poussée dans la direction de la gauche par la broche de verrouillage 18A est simplement stockée dans le culbuteur 16A. Grâce à cela, la liaison entre le bras à mouvement à vide 30 et les culbuteurs 16A et 16B des deux côtés de celui-ci est libérée, et le mouvement de rotation de la came à levée importante 21 est absorbé dans le ressort à mouvement à vide non illustré qui supporte le bras à mouvement à vide 30 et n'est pas transmis aux culbuteurs 16A et I6B qui butent sur les soupapes d'admission 4 ou les soupapes d'échappement 5. Donc, 2858831 23 l'ouverture ou la fermeture des soupapes d'admission 4 ou des soupapes d'échappement 5 est arrêtée.
    Comme décrit ci-dessus, conformément au dispositif de commande de soupapes du premier mode de réalisation, il est possible d'arrêter les soupapes d'admission ou les soupapes d'échappement rapidement et à un instant correct s'il existe une anomalie dans la commande de synchronisation, ce qui permet un fonctionnement de secours sûr.
    A ce propos, un procédé de détection spécifique consistant à détecter une anomalie dans la commande de synchronisation, de même qu'un procédé de commande d'arrêt spécifique consistant à commander l'arrêt des soupapes d'admission ou des soupapes d'échappement dans le cas anormal de la commande de synchronisation, dans le premier mode de réalisation expliqué ci-dessus, seront décrits plus loin (se référer aux figures 11 et 12 ou autres).
    (Second mode de réalisation) Ensuite, la structure et le fonctionnement du dispositif de commande de soupapes du moteur à combustion interne dans le second mode de réalisation seront expliqués en détail en faisant référence à la figure 3 décrite ci-dessus, le cas échéant, en plus de la figure 6 et de la figure 7. La figure 6 représente la structure, telle que le culbuteur, le bras à mouvement à vide, la came à levée importante, et une came à faible levée, dans le cas normal du dispositif de commande de soupapes associé au second mode de réalisation. La figure 7 représente la structure, telle que le culbuteur, le bras à mouvement à vide, la came à levée importante et la came à faible levée, dans le cas anormal de la commande de synchronisation du dispositif de commande de soupapes associé au second mode de réalisation. A ce propos, en expliquant le second mode de réalisation en faisant référence à la figure 6 et à la figure 7, les mêmes éléments constitutifs que ceux du premier mode de réalisation portent les mêmes références numériques, et leurs explications sont omises.
    Dans le second mode de réalisation fondé sur le premier mode de réalisation des figures 6 et 7, dans le cas anormal de la commande de synchronisation, sous la commande de l'unité ECU, la liaison entre le bras à mouvement à vide 30 et les culbuteurs 16A et 16B des deux côtés de celui-ci est libérée. Donc, il est possible d'ouvrir ou de fermer les soupapes d'admission 4 ou les 2858831 24 soupapes d'échappement 5 grâce aux cames à faible levée 22A et 22B par l'intermédiaire des culbuteurs 16A et 16B des deux côtés de celui-ci. Les autres structures et opérations associées au second mode de réalisation sont les mêmes que celles du premier mode de réalisation.
    Le dispositif de commande de soupapes associé au second mode de réalisation représenté sur la figure 6 et la figure 7 est muni des cames à faible levée 22A et 22B en plus des éléments constitutifs du premier mode de réalisation. Les cames à faible levée 22A et 22B sont établies de façon à présenter soit un profil de came destiné à générer le fort couple dans une plage de rotation à bas régime du moteur à combustion interne, soit un profil de came d'un type qui permet d'améliorer la consommation de carburant. Par exemple, les cames à faible levée 22A et 22B sont des cames de puissance du type à basse vitesse présentant une valeur de levée de came relativement plus faible que celle de la came à levée importante 21. Les cames à faible levée 22A et 22B sont disposées parallèlement à la came à levée importante 21 le long du même arbre à cames 14B.
    Ensuite, en faisant référence à la figure 6 et à la figure 7, le fonctionnement du dispositif de commande de soupapes du second mode de réalisation sera expliqué.
    Comme indiqué sur la figure 6, dans le cas normal, lorsqu'il est actionné de la même manière que dans le premier mode de réalisation, le bras à mouvement à vide 30 et les culbuteurs 16A et 16B des deux côtés de celuici sont reliés et unifiés en un seul corps. Alors, suivant la synchronisation des soupapes conformément au profil de came de la came à levée importante 21, il est possible d'ouvrir ou de fermer les soupapes d'admission 4 ou bien les soupapes d'échappement 5.
    Comme indiqué sur la figure 7, dans le cas anormal de la commande de synchronisation, telle qu'elle est actionnée de la même manière que dans le premier mode de réalisation, la liaison entre le bras à mouvement à vide 30 et les culbuteurs 16A et 16B situés des deux côtés de celui-ci est libérée, et le mouvement de rotation de la came à levée importante 21 est absorbé dans le ressort à mouvement à vide non illustré qui soutient le bras à mouvement à vide 30 et n'est pas transmis aux culbuteurs 16A et 16B qui butent sur les soupapes d'admission 4 ou les soupapes d'échappement 5. En particulier, dans le second mode de 2858831 25 réalisation, par opposition au premier mode de réalisation, si la liaison entre le bras à mouvement à vide 30 et les culbuteurs 16A et 16B, qui butent sur les soupapes d'admission 4 ou les soupapes d'échappement 5, est libérée, le mouvement de rotation des cames à faible levée 22A et 22B est transmis aux culbuteurs 16A et 16B car ils butent toujours sur les cames à faible levée 22A et 22B par l'intermédiaire des galets 16a et 16b. Alors, suivant le cadencement des soupapes conformément au profil de came des cames à faible levée 22A et 22B, il est possible d'ouvrir ou de fermer les soupapes d'admission 4 ou bien les soupapes d'échappement 5.
    Comme on l'a décrit ci-dessus, conformément au dispositif de commande de soupapes du second mode de réalisation, il est possible de commander les soupapes d'admission ou les soupapes d'échappement rapidement, suivant une synchronisation correcte, et grâce à une valeur de faible levée s'il existe une anomalie dans la commande de synchronisation, ce qui permet un fonctionnement de secours sûr.
    A ce propos, un procédé de détection spécifique consistant à détecter une anomalie dans la commande de synchronisation et un procédé de commande à faible levée spécifique pour les soupapes d'admission ou les soupapes d'échappement dans le cas anormal de la commande de synchronisation du premier mode de réalisation expliqué ci-dessus seront décrits plus loin (se référer à la figure 11 et à la figure 13 ou autres).
    (Troisième mode de réalisation) Ensuite, la structure et le fonctionnement du dispositif de commande de soupapes du moteur à combustion interne du troisième mode de réalisation seront expliqués en détail en faisant référence à la figure 8 et à la figure 9.
    Tout d'abord, en faisant référence à la figure 8 et à la figure 9, la structure du dispositif de commande de soupapes muni d'une partie de bras du type poussoir à doigt dans le troisième mode de réalisation sera expliquée en détail. La figure 8 représente les éléments constitutifs du dispositif de commande de soupapes associé au troisième mode de réalisation, c'est-à-dire un dispositif de rattrapage de jeu hydraulique (HLA), le culbuteur, le galet, un nez et la soupape d'admission.
    La figure 9 représente la structure détaillée du dispositif HLA 2858831 26 du dispositif de commande de soupapes associé au troisième mode de réalisation. Le dispositif de commande de soupapes associé au troisième mode de
    réalisation représenté sur la figure 8 et la figure 9 est muni principalement: des dispositifs HLA 60, des culbuteurs 16A, d'un mécanisme de réglage de caractéristiques de soupapes 50, des soupapes d'admission 4 et d'une culasse 70.
    Le dispositif HLA 60 est muni de: une partie de pivot 61, un piston 62, une partie de guidage 63, une broche de verrouillage 18E, un ressort de compression 64, et un ressort à mouvement à vide 65.
    Le culbuteur 16A bute sur la partie de pivot 61 du dispositif HLA 60 du côté d'une première extrémité et bute sur l'extrémité supérieure d'une tige de soupape de la soupape d'admission 4 au niveau d'une partie de contact de soupape 16G placée sur la surface inférieure du côté de l'autre extrémité. Il bute également sur un nez 52A du mécanisme de réglage de caractéristiques de soupapes 50 sur la surface supérieure du côté de l'autre extrémité.
    Le mécanisme de réglage de caractéristiques de soupapes 50 est muni d'une première bague 51, d'un galet 51A, de secondes bagues 52, de nez 52A et d'un arbre support 53.
    Chacune des soupapes d'admission 4 bute sur les parties de contact de soupape 16G placées sur la surface inférieure des culbuteurs respectifs parmi les culbuteurs 16A comme décrit ci-dessus.
    La culasse 70 est munie d'un canal à huile 71. En particulier, la culasse 70 est disposée autour du dispositif HLA 60 et forme un canal à huile 72 par l'intermédiaire duquel un fluide est mis en communication avec un canal d'huile moteur qui diffère d'un autre canal relié au canal à huile 71 destiné au fonctionnement périodique du dispositif HLA 60. Le canal à huile 71 comporte une "source de fluide sous pression" connue requise pour actionner le dispositif HLA dans le troisième mode de réalisation. Donc, il est possible de commander une pression d'huile en utilisant une électrovanne non illustrée ou autre dans le canal à huile 71 et il est possible d'engendrer sélectivement une pression relativement basse ou une pression relativement élevée.
  4. 2858831 27 Ensuite, en faisant référence à la figure 8 et à la figure 9, le fonctionnement, en plus de la structure détaillée du troisième mode de réalisation, sera expliqué.
    Comme représenté sur la figure 9, dans le cas normal, le canal à huile 71 présente une pression relativement basse, de sorte que la broche de verrouillage 18E est déplacée vers l'extérieur et le piston 62 ainsi que la partie de guidage 63 sont reliés sous la commande de l'unité ECU. Donc, la partie de pivot 61 est fixe, et le mouvement vertical de la partie de pivot 61 n'est pas exécuté. Donc, le mouvement de rotation de la came est transmis à la soupape d'admission 4 par l'intermédiaire du galet 51A, de la première bague 51, de la seconde bague 52, du nez 52A, et du culbuteur 16A à la suite, sans jeu (intervalle d'espacement) au niveau d'une partie de contact entre le culbuteur 16A et le nez 52A, grâce au fonctionnement du dispositif HLA 60 muni, dans celui-ci, du ressort de compression 64. Ceci permet que la soupape d'admission 4 soit ouverte ou fermée.
    Plus particulièrement, comme représenté sur la figure 8, le mécanisme de réglage de caractéristiques de soupapes 50 est muni de: l'arbre support 53, la première bague 51 disposée sur l'arbre support 53, et deux secondes bagues 52 disposées des deux côtés de celui-ci. L'arbre support 53 est monté de façon fixe sur la culasse 70 ou autre du moteur à combustion interne 1. La première bague 51 et les secondes bagues 52 sont supportées avec possibilité de basculement ou d'oscillation dans le sens de la circonférence autour de l'arbre support 53. Le galet 51A est monté avec possibilité de rotation sur la circonférence extérieure de la première bague 51, et le nez 52A est formé sur la circonférence extérieure de la seconde bague 52.
    Le mécanisme de réglage de caractéristiques de soupapes 50 est monté sur le moteur à combustion interne 1 de sorte que le galet 51A soit face à la came et que chaque nez 52A soit face à une partie d'extrémité du culbuteur 16A correspondant à une soupape respective parmi les soupapes d'admission 4. Si le galet 51A vient en contact avec un nez de came non illustré et est poussé vers le bas en même temps que la rotation de la came, la première bague 51 qui supporte le galet 51A tourne sur l'arbre support 53. Le mouvement de rotation est transmis aux secondes 2858831 28 bagues 52 grâce à l'arbre support 53, et les secondes bagues 52 tournent dans le même sens que celui de la première bague 51.
    Grâce à la rotation des secondes bagues 52, chaque nez 52A pousse vers le bas une partie d'extrémité d'un culbuteur respectif parmi les culbuteurs 16A, grâce à quoi les soupapes d'admission 4 se déplacent vers le bas contre des ressorts de soupapes non illustrés, afin d'ouvrir ainsi l'orifice d'admission.
    Si le nez de came non illustré passe sur le galet 51A, la force élastique des ressorts de soupapes non illustrés pousse vers le haut les soupapes d'admission 4, afin de fermer ainsi l'orifice d'admission. De cette manière, le mouvement de rotation de l'arbre à cames non illustré est converti en le mouvement d'ouverture ou de fermeture des soupapes d'admission 4.
    Par ailleurs, dans le cas anormal de la commande de synchronisation, le canal à huile 71 présente une pression relativement élevée, de sorte que la broche de verrouillage 18E est déplacée vers l'intérieur et que la liaison entre le piston 62 et la partie de guidage 63 est libérée sous la commande de l'unité ECU. Le piston 62 de la partie de pivot 61 peut coulisser grâce au ressort à mouvement à vide 65, qui constitue une position de pivot qui peut coulisser. Bien que les nez 52A du mécanisme de réglage de caractéristiques de soupapes 50 butent sur les culbuteurs 16A, le mouvement de rotation de la came n'est pas transmis aux soupapes d'admission 4 car la position du pivot au niveau du culbuteur 16A va et vient. Alors, l'ouverture ou la fermeture des soupapes d'admission 4 est arrêtée.
    Comme cela est décrit ci-dessus, conformément au dispositif de commande de soupapes du troisième mode de réalisation, il est possible d'arrêter les soupapes d'admission ou les soupapes d'échappement rapidement et à une synchronisation correcte s'il existe une anomalie dans la commande de synchronisation, ce qui permet un fonctionnement de secours sûr.
    A ce propos, un procédé de détection spécifique consistant à détecter une anomalie dans la commande de synchronisation, de même qu'un procédé de commande d'arrêt spécifique consistant à commander l'arrêt des soupapes d'admission ou bien des soupapes d'échappement dans le cas anormal de la commande de 2858831 29 synchronisation du troisième mode de réalisation expliqué ci-dessus seront décrits plus loin (se référer à la figure 11 et à la figure 12 ou autres).
    (Quatrième mode de réalisation) Ensuite, la structure et le fonctionnement du dispositif de commande de soupapes du moteur à combustion interne dans le quatrième mode de réalisation seront expliqués en détail en faisant référence à la figure 10A et la figure 10B.
    Tout d'abord, en faisant référence à la figure 10A et à la figure 10B, la structure du dispositif de commande de soupapes du quatrième mode de réalisation sera expliquée en détail. La figure 10A et la figure 10B représentent la structure et le fonctionnement des éléments constitutifs du dispositif de commande de soupapes associé au quatrième mode de réalisation, c'est-à-dire les première et seconde biellettes, un ressort hélicoïdal, une broche de verrouillage et la soupape d'admission, où la figure 10A et une vue latérale et la figure 10B est une vue de devant.
    Un dispositif de commande de soupapes 11C du moteur à combustion interne associé au quatrième mode de réalisation représenté sur la figure 10A et la figure 10B utilise un mécanisme à biellettes pour commander l'ouverture ou la fermeture de la soupape d'admission 4 ou la soupape d'échappement 5 par rapport à un siège de soupape VS. Le dispositif de commande de soupapes 11 est muni: du moteur électrique 12 en tant que source d'entraînement et d'un mécanisme de transmission de puissance 100 destiné à convertir le mouvement de rotation du moteur 12 en le mouvement d'ouverture ou de fermeture des soupapes d'admission 4. Le mécanisme de transmission de puissance 100 comporte: un disque d'excentrique 101 en tant qu'élément tournant qui est entraîné en rotation par le moteur 12, une première biellette 103 qui est reliée avec possibilité de rotation par l'intermédiaire d'un premier palier 200 à une position de liaison qui est décentrée par rapport au centre de rotation du disque d'excentrique 101, et une seconde biellette 105 qui est reliée avec possibilité de rotation par l'intermédiaire d'une broche de liaison 104 d'un second palier 210 à la partie d'extrémité supérieure de la soupape d'admission 4. En particulier, le disque d'excentrique 101 et la première biellette 103 sont reliés par une broche de 2858831 30 verrouillage 18D et un ressort de rappel 20A qui seront décrits plus loin, dans le cas normal, et ils fonctionnent comme un mécanisme à manivelle pour convertir le mouvement de rotation du moteur 12 en un mouvement alternatif. La combinaison entre la première biellette 103 et la seconde biellette 105 constitue le mécanisme à biellettes.
    Un tube de guidage 106 est disposé sur l'extrémité de la première biellette 103 qui reçoit dans celui-ci un ressort hélicoïdal 107 et une coulisse 108 destinée à retenir le ressort hélicoïdal 107. Le ressort hélicoïdal 107 est logé à l'intérieur du tube de guidage 106 dans un état légèrement comprimé de façon à appuyer la coulisse 108 contre la face d'extrémité à l'intérieur du tube de guidage 106. La partie d'extrémité de la seconde biellette 105 est insérée dans le tube de guidage 106 et reliée à la coulisse 108. Grâce à cela, le mécanisme de transmission de puissance 100 est conçu comme un mécanisme à manivelle à coulisse qui constitue un premier type du mécanisme à biellettes.
    Ensuite, en faisant référence à la figure 10A et à la figure l0B, le fonctionnement dans le cas normal du dispositif de commande de soupapes 11C du quatrième mode de réalisation sera expliqué en détail.
    Comme indiqué sur la figure 10A et la figure 10B, dans le cas normal, la broche de verrouillage 18D, qui est disposée à l'intérieur du premier palier 200, est reliée à un trou de liaison 20C de la première biellette 103 grâce à une force élastique du ressort de rappel 20A, et donc la première biellette 103 et le disque d'excentrique 101 sont reliés par l'intermédiaire du premier palier 200. Le mouvement de rotation du moteur électrique 12 est transmis à la soupape d'admission 4 par le mécanisme à biellettes, ce qui permet que la soupape d'admission 4 soit ouverte ou fermée.
    Plus particulièrement, dans le cas où la position de liaison du disque d'excentrique 101 et de la première biellette 103 est telle qu'indiquée sur la figure 10A et la figure 10B, si la soupape d'admission 4 vient jusqu'en contact intime avec le siège de soupape VS et que la coulisse 108 bute contre l'extrémité supérieure à l'intérieur du tube de guidage 106, la coulisse 108 est poussée vers le bas par le tube de guidage 106 grâce à la rotation du disque d'excentrique 101 dans le sens des 2858831 31 aiguilles d'une montre sur la figure 10B (dans le sens des aiguilles d'une montre indiqué par la flèche) depuis la position de liaison. En transmettant le mouvement à la soupape d'admission 4 par l'intermédiaire de la seconde biellette 105, il est possible d'ouvrir la soupape d'admission 4. La valeur de levée de la soupape d'admission 4 par rapport au siège de soupape VS est corrélée avec un angle de rotation du disque d'excentrique 101 par rapport à la position de référence comme indiqué sur la figure 10A. Si l'angle de rotation augmente, la valeur de la levée augmente.
    En revanche, dans le cas anormal de la commande de synchronisation, de l'huile sous pression est conduite vers une chambre hydraulique 20B dans laquelle la broche de verrouillage 18D est stockée, et une pression d'huile agit sur la broche de verrouillage 18D sous la commande de l'unité ECU. La broche de verrouillage 18D est poussée dans la direction vers la droite d'une valeur prédéterminée contre la force élastique du ressort de rappel 20A, et donc la liaison entre la première biellette 103 et le premier palier 200 est libérée. Ceci amène un trou de guidage 201 à l'intérieur du premier palier 200 à pouvoir glisser, c'est-à-dire dans un état à mouvement à vide. La liaison entre la première biellette 103 et le disque d'excentrique 101 est libérée, et le mouvement de rotation du moteur n'est pas transmis à la soupape d'admission 4. Donc, la soupape d'admission 4 n'est ni ouverte, ni fermée.
    A ce propos, un procédé de détection spécifique consistant à détecter une anomalie dans la commande de synchronisation et un procédé de commande d'arrêt spécifique consistant à commander l'arrêt des soupapes d'admission ou des soupapes d'échappement dans le cas anormal de la commande de synchronisation, dans le quatrième mode de réalisation expliqué ci-dessus, seront décrits plus loin (se référer à la figure 11 et à la figure 12 ou autres).
    (Unité de commande électronique (ECU)) Ensuite, la structure de l'unité de commande électronique destinée à commander le moteur à combustion interne et le système de commande de soupapes pour le moteur à combustion interne, laquelle est commune aux premier à quatrième modes de réalisation associés à la présente invention, sera expliquée en détail en faisant référence à la figure 11. La figure 11 2858831 32 représente l'unité ECU destinée à commander le moteur à combustion interne et le système de commande de soupapes pour le moteur à combustion interne associé à la présente invention, divers capteurs, divers actionneurs ou analogues.
    Une unité ECU 6 est un microcalculateur à un circuit intégré comportant dans celui-ci une unité de traitement centrale (UC), une mémoire morte (ROM), une mémoire vive (RAM), une mémoire vive de sauvegarde ou analogue. L'unité centrale commande d'une manière générale le moteur à combustion interne dans un cas de conduite normal conformément à un programme enregistré dans la mémoire morte. En outre, l'unité ECU 6 constitue un exemple du "dispositif d'évaluation", du "dispositif de sécurité", et du "dispositif de détermination de régime de rotation" et commande le bras à mouvement à vide 30 ou autre qui constitue le "dispositif de transmission" associé à la présente invention, comme on l'a décrit ci-dessus.
    En particulier, l'unité ECU 6 est reliée par l'intermédiaire d'un câblage électrique à : un capteur d'angle de came (un capteur de détection de différence d'angle de phase) 14C, un capteur d'angle de vilebrequin (un capteur de régime du moteur) 40 monté sur le moteur à combustion interne 1, dont chacun constitue un exemple du "dispositif de détermination de régime de rotation", et d'autres capteurs, tels qu'un capteur de position d'accélérateur et un capteur de vitesse de véhicule, qui ne sont pas illustrés. En outre, l'unité ECU 6 est reliée par l'intermédiaire d'un câblage électrique à : un mécanisme de transmission à liaison/séparation 80 comprenant les broches de verrouillage 18A et 18B, les culbuteurs 16A et 16B, le bras à mouvement à vide 30, ou autres qui constituent un exemple du "dispositif de séparation de liaison", et autres actionneurs.
    Dans le cas d'une conduite normale et dans le cas anormal de la commande de synchronisation entre la rotation de la came et la rotation du vilebrequin, l'unité ECU 6 génère des types prédéterminés de signaux de commande divers, avec les signaux de sortie (c'est-à-dire les signaux électriques) des divers capteurs en tant que paramètres d'entrée pour un programme établi à l'avance. L'unité ECU 6 commande, avec les divers signaux de commande, l'instant de liaison ou de libération de la liaison par le mécanisme de transmission à liaison/séparation 80 de même que la valeur de commande des autres actionneurs.
  5. 2858831 33 L'unité ECU 6 est munie d'une mémoire vive de sauvegarde 7 destinée à mémoriser dans celle-ci le régime de rotation du vilebrequin, le régime de rotation de l'arbre à cames, ou le couple requis, de chaque cylindre 2 lors de la conduite du moteur à combustion interne 1, et destinée à calculer une différence de valeur entre le régime de rotation cible de l'arbre à cames et le régime de rotation réel de l'arbre à cames.
    En tant que dispositif de calcul de régime de rotation de came cible, l'unité ECU 6 calcule le régime de rotation cible de l'arbre à cames, conformément au régime de rotation mesuré du vilebrequin, c'est-à-dire le régime de rotation du moteur, et au couple requis du moteur à combustion interne obtenu à partir des diverses valeurs des capteurs. Le régime de rotation cible de l'arbre à cames est déterminé de façon unique, avec le régime de rotation du vilebrequin et le couple requis du moteur à combustion interne comme paramètres. Une telle détermination unique est exécutée rapidement sur la base de l'obtention à partir d'une table préparée à l'avance ou conformément à un calcul en utilisant une fonction prédéterminée, par exemple.
    Le capteur d'angle de vilebrequin 40 constitue, avec d'autres capteurs, un exemple du "dispositif de détection de régime de rotation" ou bien du "dispositif de calcul de régime de rotation de came cible" associé à la présente invention, et détecte l'angle de vilebrequin ou la vitesse angulaire de rotation actuel du vilebrequin. Plus particulièrement, le capteur d'angle de vilebrequin 40 est un capteur magnétique ou autre qui est capable de détecter un objet (par exemple un métal ou autre) et est disposé à une position prédéterminée au voisinage du vilebrequin non illustré à l'intérieur du moteur à combustion interne 1. A savoir, une roue d'engrenage présentant un motif concavo-convexe formé sur sa circonférence extérieure (appelée ci-après "rotor de signal") est montée à la position prédéterminée sur le vilebrequin. Le capteur d'angle de vilebrequin 40 est disposé à une position où le nombre des dents du rotor de signal peut être détecté. Le capteur d'angle de vilebrequin 40 est capable de détecter l'angle de vilebrequin à une résolution d'environ 10 à 30 degrés, par exemple. Si le vilebrequin tourne, le rotor de signal tourne en conjonction avec la rotation du vilebrequin. A ce moment, le capteur d'angle 2858831 34 de vilebrequin 40 détecte le nombre des dents du rotor de signal et le fournit en sortie à l'unité ECU 6 ou autre sous forme d'un signal d'impulsion. L'unité ECU 6 compte le signal d'impulsion fourni en sortie depuis le capteur d'angle de vilebrequin 40 et le convertit en l'angle de vilebrequin. De cette manière, l'unité ECU 6 ou autre détecte l'angle de vilebrequin. Le capteur d'angle de vilebrequin 40 peut détecter l'angle de vilebrequin sous forme d'un angle absolu car il est disposé directement à l'intérieur du moteur à combustion interne 1.
    Le capteur d'angle de came 14C constitue un exemple du "dispositif de détection de régime de rotation", et plus particulièrement, le "dispositif de mesure de régime de rotation de came" associé à la présente invention, et est prévu pour chacune des soupapes d'admission 4 ou des soupapes d'échappement 5 de chaque cylindre identique 2. Par exemple, dans la figure 1 décrite ci-dessus, deux capteurs d'angle de came 14C au total, c'est-à-dire un pour l'arbre à cames qui entraîne les soupapes d'admission 4 et l'autre pour l'arbre à cames qui entraîne les soupapes d'échappement 5, sont prévus dans chaque cylindre. S'il existe quatre cylindres, 2 x 4 = 8 capteurs d'angle de came 14C sont prévus. Conformément au capteur d'angle de came 14C, il est possible d'apprendre l'angle de came actuel et la vitesse angulaire de rotation actuelle des arbres à cames 14A et 14B qui commandent l'instant d'ouverture et de fermeture des soupapes d'échappement 5 et des soupapes d'admission 4.
    De la manière ci-dessus, l'unité ECU 6 peut évaluer ou déterminer s'il existe ou non une anomalie de la commande de synchronisation, sur la base des informations provenant du capteur d'angle de vilebrequin 40 et du capteur d'angle de came 14C, c'est-à-dire des informations concernant l'angle de vilebrequin actuel et la vitesse angulaire de rotation actuelle du vilebrequin et les informations concernant l'angle de came et la vitesse angulaire de rotation actuels des arbres à cames qui commandent l'instant d'ouverture ou de fermeture des soupapes d'échappement 5 et des soupapes d'admission 4. Comme cela est expliqué ensuite, si l'on estime qu'il existe une anomalie dans la commande de synchronisation, il est possible de mettre en oeuvre la broche de verrouillage, qui constitue un exemple du mécanisme de transmission à liaison/séparation 80, grâce à une pression d'huile ou une force électromagnétique afin d'arrêter 2858831 35 ainsi la soupape d'admission ou la soupape d'échappement, ou bien de modifier la valeur de levée pour qu'elle soit faible (se référer à la figure 12 et à la figure 13).
    (Procédé de commande dans le cas anormal de la commande de 5 synchronisation) En faisant référence à la figure 12, le traitement de sécurité dans le cas de l'anomalie de la commande de synchronisation, qui est commandée par l'unité ECU, associée aux premier, troisième et quatrième modes de réalisation, sera expliqué ci-après. La figure 12 représente un programme de traitement de sécurité pour l'anomalie de la commande de synchronisation associée aux modes de réalisation. Le programme de traitement de sécurité est un programme mémorisé dans la mémoire morte de l'unité ECU à l'avance et un programme exécuté principalement par l'unité ECU régulièrement ou irrégulièrement pendant le fonctionnement du moteur à combustion interne 1. De préférence, le programme est répété à des intervalles d'une durée suffisamment courte par comparaison à celle d'un temps du moteur (par exemple de l'ordre de quelques ms ou quelques s), grâce à quoi il est possible d'empêcher une panne de moteur provoquée par le contact ou la collision entre le piston et la soupape ou autre, même s'il existe une anomalie dans la commande de synchronisation.
    Sur la figure 12, tout d'abord, on évalue ou on détermine si le capteur d'angle de came 14C présente une panne ou non, sous la commande de l'unité ECU 6 (étape S101). Une telle évaluation est exécutée dans l'unité ECU 6 avec le signal de sortie du capteur d'angle de came 14C comme paramètre, par exemple. Si le capteur d'angle de came 14C ne présente pas de panne (réponse non à l'étape S101), le régime de rotation de la came correspondant aux soupapes d'admission 4 "Ncaml" et le régime de rotation de la came correspondant aux soupapes d'échappement 5 "Ncam2" sont mesurés par le capteur d'angle de came 14C et obtenus par l'unité ECU 6 (étape S102).
    En même temps que les étapes S101 et S102, ou bien avant et après, on évalue si le capteur d'angle de vilebrequin 40 présente une panne ou non, sous la commande de l'unité ECU 6 (étape S103). Une telle évaluation est exécutée dans l'unité ECU 6 avec le signal de sortie du capteur d'angle de vilebrequin 40 comme paramètre, par exemple. Si le capteur d'angle de 2858831 36 vilebrequin 40 ne présente pas de panne (réponse non à l'étape S103), le régime de rotation du vilebrequin "Ncrk" est mesuré par le capteur d'angle de vilebrequin 40 et obtenu par l'unité ECU 6 (étape S104) .
    En même temps que les étapes 5101 et S102, ou bien avant et après, de même que les étapes S103 et S104, on évalue si les autres capteurs, tels que le capteur de position d'accélérateur, présentent des pannes ou non, sous la commande de l'unité ECU 6 (étape S105). Une telle évaluation est exécutée dans l'unité ECU 6 avec les signaux de sortie du capteur de position d'accélérateur et autres comme paramètres, par exemple. Si le capteur de position d'accélérateur et autres ne présentent pas de pannes, (réponse non à l'étape S105), le couple requis "Trq" est calculé par l'unité ECU 6 sur la base des valeurs mesurées obtenues par le capteur de position d'accélérateur et autre (étape S106).
    Alors, le régime de rotation cible de la came "N" est calculé, sous la commande de l'unité ECU 6, d'après le régime de rotation du vilebrequin "Ncrk" obtenu à l'étape S104 et le couple requis "Trq" calculé à l'étape S106 (étape S107).
    Si le traitement des étapes S101 et S102, le traitement des étapes S103, S104 et 107, et le traitement des étapes S105 à S107, comme décrit cidessus, sont achevés, alors la différence de valeur "A Ni" entre le régime de rotation de la came correspondant aux soupapes d'admission 4 "Ncaml" et le régime de rotation cible de la came "N" est calculée sous la commande de l'unité ECU 6, et l'on évalue si la différence de valeur "A Nl" est supérieure ou non à la valeur de seuil prédéterminée "A N". La même évaluation est également exécutée pour la différence de valeur "A N2" entre le régime de rotation de la came correspondant aux soupapes d'échappement 5" Ncam2" et le régime de rotation cible de la came "N" (étape S108). Si la différence "A Ni" ou "A N2" calculée de la manière cidessus est supérieure à la valeur de seuil prédéterminée "A N" (réponse oui à l'étape S108), on considère qu'il existe une anomalie dans la commande de synchronisation. Sous la commande de l'unité ECU 6, les divers actionneurs destinés à générer une pression d'huile ou une force électromagnétique sont actionnés, et la pression d'huile ou bien la force électromagnétique agit sur le mécanisme 2858831 37 de transmission à liaison/séparation 80, tel que la broche de verrouillage et autre {étape S109).
    Alors, le mouvement de rotation de la came n'est pas transmis aux soupapes d'admission 4 ou aux soupapes d'échappement 5 par le mécanisme de transmission à liaison/séparation 80, tel que le bras à mouvement à vide. Les soupapes d'admission 4 ou les soupapes d'échappement 5 ne sont pas commandées pour être ouvertes ou fermées, mais arrêtées (étape S110).
    Alors, un voyant d'avertissement pour un conducteur ou autre commence à clignoter, et le moteur à combustion interne 1 est arrêté (étape Sill).
    En revanche, en tant que résultat de l'évaluation aux étapes S101, S103 et 5105, si les divers capteurs présentent des pannes (réponse oui à l'étape S101, réponse oui à l'étape S102 et réponse oui à l'étape S105), le voyant d'avertissement pour le conducteur ou autre commence également à clignoter, et le moteur à combustion interne 1 est arrêté (à l'étape S111). A ce propos, dans ces cas, l'évaluation concernant l'anomalie de la commande de synchronisation (l'étape S108) n'est pas exécutée.
    En revanche, en tant que résultat de l'évaluation à l'étape S108, si la différence décrite ci-dessus est inférieure ou égale à la valeur de seuil prédéterminée "A N" (réponse non à l'étape S108), on considère qu'il n'y a aucune anomalie dans la commande de synchronisation, et un cycle du programme de traitement de sécurité est arrêté.
    A ce propos, les premier, troisième et quatrième modes de réalisation de la figure 12 sont conçus pour exécuter l'arrêt des soupapes (l'étape S109 et l'étape S110) et exécuter ensuite l'avertissement et l'arrêt du moteur à combustion interne (l'étape S111), une fois que l'anomalie de la commande de synchronisation apparaît (réponse oui à l'étape S108).
    Cependant, ils peuvent être conçus pour exécuter un fonctionnement normà nouveau après l'étape 5110. Même si l'anomalie de la commande de synchronisation se produit une première fois, dans le cas où l'anomalie de la commande de synchronisation est détectée soudainement en raison d'une erreur de signal ou autre et où il n'y a aucune anomalie du mécanisme de commande de soupapes (se référer à la figure 1 et à la figure 10 ou autre), il est inutile de réparer le moteur. Donc, dans ce 2858831 38 type de cas, il est significatif d'essayer de poursuivre le fonctionnement normal.
    En faisant référence à la figure 13, le traitement de sécurité dans le cas anormal de la commande de synchronisation, lequel est commandé par l'unité ECU associée au second mode de réalisation, sera expliqué ci- après. La figure 13 représente un programme de traitement de sécurité dans l'anomalie de la commande de synchronisation associée au second mode de réalisation. Le programme de traitement de sécurité est exécuté principalement par l'unité ECU 6, et la structure de l'unité ECU 6 ou autre est la même que dans le cas du programme de traitement de sécurité décrit ci-dessus associé aux premier, troisième et quatrième modes de réalisation. A ce propos, sur la figure 13, les mêmes étapes que celles de la figure 12, qui représente le programme de traitement de sécurité associé aux premier, troisième et quatrième modes de réalisation, portent les mêmes références numériques, et leurs explications sont omises.
    Sur la figure 13, les étapes S101 à 5109 sont les mêmes que sur la figure 12 qui représente le programme de traitement de sécurité décrit ci-dessus associé aux premier, troisième et quatrième modes de réalisation.
    En particulier, dans le traitement de sécurité représenté sur la figure 13, dans l'évaluation de l'étape S108, on évalue s'il existe une anomalie de la commande de synchronisation (réponse oui à l'étape S108), après que le fonctionnement des divers actionneurs est exécuté (l'étape S109), le mouvement de rotation de la came à levée importante 21 n'est pas transmis aux soupapes d'admission 4 ou aux soupapes d'échappement 5, mais le mouvement de rotation des cames à faible levée 22A et 22B est transmis aux soupapes d'admission 4 ou aux soupapes d'échappement 5 par le mécanisme de transmission à liaison/séparation 80, tel que le bras à mouvement à vide. Les soupapes d'admission 4 ou les soupapes d'échappement 5 sont ouvertes ou fermées d'une valeur de faible levée (étape S200).
    Alors, la valeur "actif" est placée dans un indicateur de faible levée "F" (étape S201), et un cycle du programme de traitement de sécurité est arrêté.
    Par ailleurs, en tant que résultat de l'évaluation de 40 l'étape S108, si la différence décrite ci-dessus "A Nl" ou 2858831 39 "A N2" entre le régime de rotation calculé de la came "Ncaml" ou "Ncam2" et le régime de rotation cible de la came "N" est inférieure ou égale à la valeur de seuil prédéterminée "A N" (réponse non à l'étape S108), on considère qu'il n'y a aucune anomalie de la commande de synchronisation, et en outre on évalue si l'indicateur de faible levée "F" est "actif" ou non (étape S202). Si l'indicateur de faible levée "F" est "actif " (réponse oui à l'étape S202), les opérations des divers actionneurs pour générer une pression d'huile ou une force électromagnétique sont arrêtées sous la commande de l'unité ECU 6. La pression d'huile ou la force électromagnétique n'agit pas sur le mécanisme de transmission à liaison/séparation 80, comme la broche de verrouillage, mais la force élastique du ressort de rappel 16F ou autre agit sur celui-ci. Donc, par exemple, les culbuteurs 16A et 16B et le bras à mouvement à vide 30 ou autres sont reliés et unifiés en un seul corps (étape S203).
    Alors, par exemple, le mouvement de rotation de la came à faible levée 21 n'est pas transmis aux soupapes d'admission 4 ou aux soupapes d'échappement 5, mais le mouvement de rotation des cames à levée importante 22A et 22B est transmis aux soupapes d'admission 4 ou aux soupapes d'échappement 5 par le fait que les culbuteurs 16A et 16B et le bras à mouvement à vide 30 ou autres sont unifiés en un seul corps. Les soupapes d'admission 4 ou les soupapes d'échappement 5 sont ouvertes ou fermées par une valeur de levée importante (étape S204). A savoir, même si l'anomalie de la commande de synchronisation a lieu une première fois et que l'indicateur de faible levée est rendu "actif", dans le cas où l'anomalie de la commande de synchronisation est détectée soudainement en raison d'une erreur de signal ou autre et où il n'existe aucune anomalie dans le mécanisme de commande de soupapes (se référer aux figures 1 à 10 ou autres), il est possible de revenir dans un état pour exécuter le fonctionnement normal après le traitement des étapes S202 à S204.
    Alors, la valeur "inactif" est placée dans l'indicateur de 35 faible levée "F" (étape S205), et un cycle du programme de traitement de sécurité est arrêté.
    En revanche, en tant que résultat de l'évaluation à l'étape S202, si l'indicateur de faible levée "F" n'est pas "actif" (réponse non à l'étape S202), un cycle du programme de traitement de sécurité est arrêté sans changement. A savoir, du 2858831 40 fait qu'il n'y a aucune anomalie dans la commande de synchronisation dans le cycle précédent du programme de traitement de sécurité, il est possible de poursuivre le fonctionnement normal.
    En revanche, en tant que résultat de l'évaluation aux étapes S101, S103 et S105, si les divers capteurs présentent des pannes (réponse oui à l'étape 101, réponse oui à l'étape S103 et réponse oui à l'étape 105), le voyant d'avertissement pour le conducteur ou autre commence à clignoter, et le moteur à combustion interne 1 est arrêté (à l'étape S111), comme sur la figure 12 qui représente le programme de traitement de sécurité associé aux premier, troisième et quatrième modes de réalisation.
    Les premier à quatrième modes de réalisation sont expliqués principalement en ce qui concerne la commande des soupapes d'admission 4, mais la même structure peut être utilisée dans le cas de la commande des soupapes d'échappement 5.
    Dans le premier et le second modes de réalisation, l'arrêt de soupape ou la modification des cames à faible levée est réalisé en appliquant la pression d'huile sur la broche de verrouillage, alors que la modification de la commande d'ouverture ou de fermeture par la came à levée importante des soupapes d'admission ou des soupapes d'échappement est obtenue en n'appliquant pas la pression d'huile sur la broche de verrouillage. Cependant, une structure et un fonctionnement opposés peuvent être adoptés conformément aux caractéristiques requises pour le moteur à combustion interne.
    Dans les premier à quatrième modes de réalisation, la pression d'huile de l'huile de lubrification est utilisée pour le déplacement de la broche de verrouillage 18A à 18E afin de modifier le mécanisme de transmission à liaison/séparation 80, mais la pression d'autres fluides (un liquide ou de l'air), la force électromagnétique ou autres peuvent être utilisées.
  6. 41 REVENDICATIONS
    1. Système de commande de soupapes (11A, 11B, 11C) destiné à un moteur à combustion interne (1), caractérisé en ce que ledit système de commande de soupapes comprend: un moteur électrique (12) destiné à générer une force d'entraînement de rotation pour commander une soupape (4, 5) destinée à l'admission ou à l'échappement, montée sur un cylindre (2) du moteur à combustion interne, de façon à ouvrir et fermer la soupape en synchronisme avec un mouvement de piston dans le moteur à combustion interne, un dispositif de transmission (21, 31, 16A, 18B) capable de passer entre (i) un premier état pour transmettre par l'intermédiaire de celui-ci la force d'entraînement de rotation à la soupape depuis ledit moteur électrique et (ii) un second état pour arrêter une opération d'ouverture ou de fermeture de la soupape ou pour faire que la soupape soit entraînée d'une faible valeur de levée, un dispositif d'évaluation (6, 14C, 40) destiné à évaluer si la synchronisation entre l'opération d'ouverture ou de fermeture de la soupape et le mouvement du piston est anormale ou non, et un dispositif de sécurité (6, 16E, 18B) destiné à faire passer ledit dispositif de transmission dans le second état s'il est évalué par ledit dispositif d'évaluation que la synchronisation est anormale.
    2. Système de commande de soupapes (11A, 11B, 11C) selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit dispositif de transmission comprend: un culbuteur (16A, 16B) relié à la soupape (4, 5), un bras à mouvement à vide (30) qui peut être relié au culbuteur dans le premier état et qui est relié audit moteur électrique (12), et un dispositif de liaisonséparation (6, 16E, 18B) destiné à séparer le bras à mouvement à vide du culbuteur, grâce à une pression d'huile qui est provoquée par la puissance motrice du moteur à combustion interne ou bien une force électromagnétique qui n'est pas provoquée par la puissance motrice, dans le second état.
  7. 2858831 42 3. Système de commande de soupapes (11A, 11B, 11C) destiné à un moteur à combustion interne (1), caractérisé en ce que ledit système de commande de soupapes comprend: un moteur électrique (12) destiné à générer une force d'entraînement de rotation pour commander une soupape (4, 5) destinée à l'admission ou à l'échappement, montée sur un cylindre (2) dans le moteur à combustion interne, de façon à ouvrir et fermer la soupape en synchronisme avec un mouvement de piston dans le moteur à combustion interne, un dispositif de détermination de régime de rotation (6, 40) destiné à déterminer un régime de rotation cible du moteur à combustion interne, un dispositif de détection de régime de rotation (40) 15 destiné à détecter un régime de rotation réel du moteur à combustion interne, et un dispositif d'évaluation (6, 14C, 40) destiné à évaluer si la synchronisation entre une opération d'ouverture ou de fermeture de la soupape et le mouvement du piston est anormale ou non, sur la base d'une différence de valeur entre le régime de rotation cible déterminé et le régime de rotation réel détecté.
    4. Système de commande de soupapes (11A, 11B, 11C) selon la 25 revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que ledit système de commande de soupapes comprend en outre: un dispositif de détermination de régime de rotation (6, 40) destiné à déterminer un régime de rotation cible du moteur à combustion interne, et un dispositif de détection de régime de rotation (40) destiné à détecter un régime de rotation réel du moteur à combustion interne, ledit dispositif d'évaluation (6, 14C, 40) évaluant si la synchronisation entre l'opération d'ouverture ou de fermeture de la soupape et le mouvement du piston est anormale ou non, sur la base d'une différence de valeur entre le régime de rotation cible déterminé et le régime de rotation réel détecté.
    5. Système de commande de soupapes (ilA, 11B, 11C) selon la 40 revendication 3 ou 4, caractérisé en ce que 2858831 43 ledit dispositif d'évaluation (6, 14C, 40) évalue que la synchronisation est anormale si la différence de valeur atteint ou dépasse une valeur de seuil prédéterminée.
    6. Système de commande de soupapes (11A, 11B, 11C) selon l'une quelconque des revendications 3 à 5, caractérisé en ce que ledit dispositif de détection de régime de rotation (40) comprend un dispositif de mesure de régime de rotation de came destiné à mesurer le régime de rotation d'une came du moteur à combustion interne, et ledit dispositif de détermination de régime de rotation (6, 40) comprend un dispositif de calcul de régime de rotation de came cible destiné à calculer le régime de rotation cible sur la base d'un couple requis de même que du régime de rotation du moteur ou du régime de rotation d'un vilebrequin du moteur à combustion interne.
    7. Système de commande de soupapes (11A, 11B, 11C) selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le moteur à combustion interne (1) comporte une pluralité de cylindres (2), et ledit système de commande de soupapes est prévu pour chaque cylindre de la pluralité de cylindres.
    8. Système de commande de soupapes (11A, 11B, 11C) destiné au moteur à combustion interne (1) selon la revendication 3, caractérisé en ce que le moteur à combustion interne comporte une pluralité de cylindres, et ledit système de commande de soupapes est prévu pour chaque cylindre de la pluralité de cylindres.
    9. Procédé de commande de soupapes dans un système de commande de soupapes (11A, 11B, 11C) pour un moteur à combustion interne (1) comprenant: un moteur électrique (12) destiné à générer une force d'entraînement de rotation pour entraîner une soupape (4, 5) destinée à l'admission ou à l'échappement, montée sur un cylindre (2) du moteur à combustion interne, de façon à ouvrir et fermer la soupape en synchronisme avec un mouvement du piston dans le moteur à combustion interne, et un dispositif de 2858831 44 transmission (21, 31, 16A, 18b) capable de passer entre (i) un premier état pour transmettre par l'intermédiaire de celui-ci la force d'entraînement de rotation à la soupape depuis ledit moteur électrique et (ii) un second état pour arrêter une opération d'ouverture ou de fermeture de la soupape ou pour faire que la soupape soit entraînée d'une faible valeur de levée, caractérisé en ce que ledit procédé de commande de soupapes comprend: un traitement de commande consistant à générer la force d'entraînement de rotation grâce audit moteur électrique, un traitement d'évaluation consistant à évaluer si la synchronisation entre l'opération d'ouverture ou de fermeture de la soupape et le mouvement du piston est anormale ou non, et un traitement de sécurité consistant à faire passer ledit dispositif de transmission dans le second état s'il est évalué par ledit traitement d'évaluation que la synchronisation est anormale.
    10. Procédé de commande de soupapes dans un système de commande de soupapes (11A, 11B, 11C) destiné à un moteur à combustion interne (1) comprenant: un moteur électrique (12) destiné à générer une force d'entraînement de rotation pour entraîner une soupape (4, 5) destinée à l'admission ou à l'échappement, montée sur un cylindre (2) dans le moteur à combustion interne, de façon à ouvrir et fermer la soupape en synchronisme avec un mouvement du piston dans le moteur à combustion interne, caractérisé en ce que ledit procédé de commande de soupapes 30 comprend: un traitement de détermination de régime de rotation consistant à déterminer un régime de rotation cible du moteur à combustion interne, un traitement de détection de régime de rotation consistant 35 à détecter un régime de rotation réel du moteur à combustion interne, et un traitement d'évaluation consistant à évaluer si une synchronisation entre une opération d'ouverture ou de fermeture de la soupape et le mouvement du piston est anormale ou non, sur 2858831 45 la base d'une différence de valeur entre le régime de rotation cible déterminé et le régime de rotation réel détecté.
    11. Dispositif de production de puissance, caractérisé en ce que ledit dispositif de production de puissance comprend: un moteur à combustion interne (1), et un système de commande de soupapes (11A, 11B, 11C) destiné au moteur à combustion interne comprenant: un moteur électrique (12) destiné à générer une force d'entraînement de rotation pour entraîner une soupape destinée à l'admission ou à l'échappement, montée sur un cylindre dans le moteur à combustion interne, de façon à ouvrir et fermer la soupape en synchronisme avec un mouvement du piston dans le moteur à combustion interne, un dispositif de transmission (21, 31, 16A, 18B) capable de passer entre (i) un premier état pour transmettre par l'intermédiaire de celui-ci la force d'entraînement de rotation à la soupape depuis ledit moteur électrique et (ii) un second état pour arrêter une opération d'ouverture ou de fermeture de la soupape ou pour faire que la soupape soit entraînée d'une faible valeur de levée, un dispositif d'évaluation (6, 14C, 40) destiné à évaluer si la synchronisation entre l'opération d'ouverture ou de fermeture de la soupape et le mouvement du piston est anormale ou non, et un dispositif de sécurité (6, 16E, 18B) destiné à faire passer ledit dispositif de transmission dans le second état s'il est évalué par ledit dispositif d'évaluation que la synchronisation est anormale.
    12. Dispositif de production de puissance, caractérisé en ce que ledit dispositif de production de puissance comprend: un moteur à combustion interne, et un système de commande de soupapes (11A, 11B, 11C) destiné au moteur à combustion interne (1) comprenant: un moteur électrique (12) destiné à générer une force d'entraînement de rotation pour entraîner une soupape (4, 5) destinée à l'admission ou à l'échappement, montée sur un cylindre (2) dans le moteur à combustion interne, de façon à ouvrir et fermer la soupape en synchronisme avec un mouvement du piston dans le moteur à combustion interne, un dispositif de détermination de 2858831 46 régime de rotation (6, 40) destiné à déterminer un régime de rotation cible du moteur à combustion interne, un dispositif de détection de régime de rotation (40) destiné à détecter un régime de rotation réel du moteur à combustion interne, et un dispositif d'évaluation (6, 14C, 40) destiné à évaluer si une synchronisation entre une opération d'ouverture ou de fermeture de la soupape et le mouvement du piston est anormale ou non, sur la base d'une différence de valeur entre le régime de rotation cible déterminé et le régime de rotation réel détecté.
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