FR2872219A1 - Procede et dispositif de gestion d'un moteur a combustion interne - Google Patents

Abstract

Procédé de gestion d'un moteur à combustion interne (1) selon lequel en phase d'échappement pour évacuer les gaz d'échappement de la combustion hors d'une chambre de combustion (5) dans la conduite des gaz d'échappement (10) du moteur à combustion interne (1), on ouvre une soupape d'échappement (15) de la chambre de combustion (5).Dans cette phase d'échappement, on referme et on ouvre de nouveau la soupape d'échappement (15).

Description

Domaine de l'invention

La présente invention concerne un procédé et un dispositif de gestion d'un moteur à combustion interne selon lequel en phase d'échappement du moteur à combustion interne, pour évacuer les gaz d'échappement de la combustion hors de la chambre de combustion dans une conduite de gaz d'échappement du moteur à combustion interne, on ouvre une soupape d'échappement de la chambre de combustion du moteur à combustion interne.

Etat de la technique Selon le document Bosch, Kraftfahrtechnisches Taschenbuch, 23., Braunschweig, Wiesbaden, Vieweg 1999 ou sa version française Mémento de technologie automobile , deuxième édition, il est déjà connu que dans la phase d'échappement du moteur à combustion interne, pour faire échapper les gaz d'échappement résultant de la combustion dans la chambre de combustion, on ouvre la soupape d'échappement de la chambre de combustion du moteur vers la conduite d'échappement. La chambre de combustion est constituée par un cylindre.

Exposé et avantages de l'invention Selon l'invention le procédé défini cidessus est caractérisé en ce que dans cette phase d'échappement, on referme et on ouvre de nouveau la soupape d'échappement.

Selon l'invention également, le dispositif défini ci-dessus est caractérisé par des moyens qui referment et ouvrent de nouveau la soupape d'échappement dans cette phase d'échappement.

Le procédé et le dispositif selon l'invention de gestion d'un moteur à combustion interne tels que définis de manière générale ci-dessus permettent de rincer d'une manière très efficace les gaz résiduels ou gaz d'échappement de la chambre de combustion pour réduire la tendance au cliquetis du moteur. De plus cela permet à l'alimentation en air de remplacer pratiquement complètement les gaz résiduels ou d'échappement par de l'air frais, ce qui donne une charge plus grande pour la chambre de combustion. Lorsqu'on utilise un turbocompresseur de gaz d'échappement, la multiplication de l'expulsion permet en outre d'augmenter la puissance de la turbine et d'avoir ainsi une pression d'alimentation plus importante par le compresseur du turbocompresseur de gaz d'échappement. Finalement le moteur à combustion interne fournit un couple plus important.

Il est particulièrement avantageux que la soupape d'échappement ne soit ouverte plusieurs fois en phase d'échappement que si une grandeur de sortie telle que le régime moteur passe en dessous d'un seuil prédéfini. Cela permet d'améliorer la réponse du turbocompres- Beur éventuel, grâce à la puissance plus importante fournie par la turbine notamment dans la plage des bas régimes, et d'éviter ainsi le trou du turbocompresseur existant en général dans cette plage de régime.

Si la grandeur de sortie passe en dessous du seuil prédéfini, la soupape d'échappement fonctionne avec une petite course de soupape et dans l'autre cas, elle fonctionne avec une grande course de soupape. De préférence en phase d'échappement pour une ouverture multiple, la vitesse d'ouverture de la soupape d'échappement est supérieure à la vitesse pour une ouverture simple.

Il est également avantageux que la soupape d'échappement ne soit ouverte plusieurs fois en phase d'échappement que si la charge du moteur à combustion interne de préférence la demande du conducteur dépasse un seuil prédéfini. On garantit ainsi que le couple augmenté par la multiplication des expulsions est disponible à charge élevée. Si ce moyen est combiné à l'ouverture multiple de la soupape d'échappement en phase d'échappement seulement dans la plage des bas régimes, on assure qu'à bas régime et pour une demande de charge élevée, on disposera très rapidement du couple nécessaire.

Si en phase d'échappement, on ne ferme la soupape d'échappement que si l'expulsion des gaz d'échappement s'est atténuée, de préférence on détermine l'atténuation de la première expulsion en fonction d'une contre pression des gaz d'échappement ou de la pression régnant dans la chambre de combustion.

Il est également avantageux de fermer la soupape d'échappement en phase d'échappement après une première expulsion.

Une fois cette première expulsion atténuée, on peut comprimer les gaz résiduels de la chambre de combustion par exemple par le piston pour ensuite ouvrir de nouveau la soupape d'échappement au cours de la même phase d'expulsion pour évacuer les gaz d'échappement résiduels avec une dynamique plus importante de la chambre de combustion vers la tubulure d'échappement et permettre ainsi d'une manière particulièrement simple, d'assurer un meilleur remplissage, de réduire la tendance au cliquetis et en cas de turbocompresseur de gaz d'échappement, d'arriver à une pression de charge plus importante et ainsi finalement à un couple plus élevé.

Ceci est particulièrement intéressant si les gaz d'échappement expulsés entraînent la turbine d'un turbocompresseur de gaz d'échappement.

L'atténuation de la première expulsion peut se déterminer d'une manière particulièrement simple en fonction de la contre-pression des gaz d'échappement ou de la pression interne au moteur.

Ainsi par exemple à la première ouverture de la soupape d'échappement, dans la phase d'échappement, on ouvre brièvement, notamment jusqu'à un angle de vilebrequin allant jusqu'à 60 , avant le point mort bas du piston dans la chambre de combustion. De même à la répétition de l'ouverture on ouvre la soupape d'échappement en phase d'échappement brièvement notamment jusqu'à un angle de vilebrequin de 90 , avant le point mort haut du piston dans la chambre de combustion.

Dessins La présente invention sera décrite ci-après de manière plus détaillée à l'aide d'un exemple de réalisation représenté dans les dessins annexés dans lesquels: - la figure 1 est une vue schématique d'un moteur à combustion interne, - la figure 2 montre une commande de soupape à l'aide d'un arbre à ca- mes, - la figure 3 montre un schéma bloc de la commande d'une soupape d'échappement du moteur à combustion interne, - la figure 4 est un diagramme représentant la course de la soupape d'admission et de la soupape d'échappement du moteur à combustion interne en fonction de l'angle du vilebrequin.

Description du mode de réalisation

Selon la figure 1, la référence 1 désigne un moteur à combustion interne par exemple le moteur d'un véhicule. Le moteur à combustion interne 1 peut être un moteur à essence ou un moteur diesel.

Dans la suite on supposera à titre d'exemple que le moteur à combustion interne 1 est un moteur à essence. Le moteur à combustion interne 1 comprend au moins un cylindre 110. A titre d'exemple et dans un but de simplification, on décrira un moteur à combustion interne 1 ayant un seul cylindre. Le cylindre 110 est alimenté en air frais par une conduite d'alimentation en air 45. La direction d'écoulement de l'air frais est indiquée à la figure 1 par une flèche. Dans la conduite d'alimentation en air 45, l'exemple de la figure 1 prévoit un compresseur 50 faisant partie d'un turbocompresseur de gaz d'échappement. Le turbo compresseur de gaz d'échappement n'est pas indispensable pour la mise en oeuvre de l'invention. Toutefois l'invention se répercute de manière particulièrement avantageuse pour le fonctionnement d'un moteur à combustion interne 1 équipé d'un turbocompresseur de gaz d'échappement. En aval du corn- presseur 50 selon sens de passage de l'air frais, la conduite d'alimentation en air 45 comporte un volet d'étranglement 55 commandé par une commande de moteur 35 pour régler un degré d'ouverture prédéfini. Le degré d'ouverture à régler du volet d'étranglement 55 peut être prédéfini par la commande de moteur 35 suivant le degré d'actionnement de la pédale d'accélérateur par le conducteur du véhicule. Pour cela, il est prévu un module de pédale d'accélérateur 115 qui saisit le degré d'actionnement de la pédale d'accélérateur. Le degré d'actionnement de la pédale d'accélérateur est transmis par le module à la commande de moteur 35. La commande de moteur 35 en déduit une valeur de consigne d'une gran- deur de sortie ou paramètre du moteur à combustion interne 1 par exemple un couple, une puissance ou une grandeur dépendant du couple et/ou de la puissance. Dans la suite on supposera à titre d'exemple que cette grandeur de sortie est un couple. La commande de moteur 35 détermine ainsi à partir du degré d'actionnement de la pédale d'accélérateur, une demande du conducteur et commande le volet d'étranglement 55 suivant le couple à régler en fonction de la demande du conducteur. L'air frais arrive dans la chambre de combustion 5 du cylindre 110 par une soupape d'admission 60.

Selon la figure 1, la soupape d'admission 60 est également commandée par la commande de moteur 35 qui règle les durées d'ouverture et de fermeture; par exemple dans le cas d'un moteur à combustion interne 1 à quatre temps, on se reportera au document rappelé ci-dessus. Les durées d'ouverture et de fermeture de la soupape d'admission 60 peuvent également se régler par un arbre à cames. Selon la figure 1, le carburant est injecté directement dans la chambre de combustion 5 par un injecteur 65. En variante, le carburant peut également être injecté dans la conduite d'alimentation en air 45 par un injecteur approprié, situé en amont ou en aval du volet d'étranglement 55 suivant la direction d'écoulement. L'injecteur 65 est également commandé par la commande de moteur 35 qui règle une durée d'injection prédéfinie et commande ainsi une dose de carburant prédéfinie qu'il faut fournir. La dose de carburant peut être prédéfinie pour obtenir le rapport de mélange air/carburant voulu dans la chambre de combustion 5. Le mélange air/ carburant qui se trouve dans la chambre de combustion 5 est allumé par une bougie 70 également commandée par la commande de moteur 35.

La commande de la bougie d'allumage 70 sert à régler l'instant d'allumage approprié par exemple pour chauffer un catalyseur non représenté à la figure et qui serait installé dans la conduite des gaz d'échappement 10 du moteur à combustion interne ou encore pour former une réserve de couple ou pour des raisons similaires. La combustion du mélange air/ carburant dans la chambre de combustion 5 entraîne le pis-ton 20 du cylindre 110 qui entraîne à son tour d'une manière non représentée le vilebrequin du moteur à combustion interne 1. Un capteur de vilebrequin 75 installé au niveau du cylindre 110 saisit la position du vilebrequin et transmet l'angle actuel du vilebrequin ainsi obtenu à la commande de moteur 35. En outre une soupape d'échappement 15 s'ouvre en phase d'échappement du moteur à combustion interne pour expulser les gaz d'échappement engendrés par la combustion du mélange air/ carburant dans la chambre de combustion 5 vers la conduite d'échappement 10. La soupape d'échappement 15 est également commandée directement par la commande de moteur 35 ou par un arbre à cames pour régler les durées d'ouverture et de fermeture. La direction des gaz d'échappement dans la conduite des gaz d'échappement 10 est également indiquée par une flèche à la figure 1. Selon cet exemple de réalisation, la conduite des gaz d'échappement 10 est équipée d'une turbine 25 d'un turbocompresseur de gaz d'échappement, entraînée par les gaz d'échappement. Un axe 80 relie la turbine 25 au compresseur 50 pour utiliser la puissance fournie par la turbine 25 dans le compresseur 50 et comprimer l'air alimentant le moteur à combustion interne 1. La puissance de la turbine peut être influencée par la géométrie variable de la turbine ou par une dérivation de la conduite des gaz d'échappement con-tournant la turbine 25 d'une manière non représentée; la géométrie de la turbine ou le degré d'ouverture de la soupape de dérivation installée dans la conduite de dérivation de la turbine 25 est commandée pour régler la pression d'alimentation (pression de charge) souhaitée. La pression de charge souhaitée peut également se déduire de la demande de couple par le conducteur.

La figure 3 est un schéma par blocs montrant un dispositif 40 qui influence les points d'ouverture et de fermeture de la soupape d'échappement 15. Ce dispositif 40 peut être la commande de moteur 35 de l'exemple de réalisation de la figure 1 et qui commande de manière quelconque par exemple à l'aide d'une commande électrohydraulique ou électromagnétique de soupape, les durées d'ouverture et de fermeture de la soupape d'admission 60 et de la soupape d'échappement 15. En va-riante, le dispositif 40 comporte un arbre à cames 30 qui définit les ins- tants d'ouverture et de fermeture de la soupape d'échappement 15. Dans la suite on décrira tout d'abord l'utilisation de l'arbre à cames 30 pour régler les instants d'ouverture et de fermeture de la soupape d'échappement 15.

Habituellement, dans le cas d'un procédé appliquant le cycle à quatre temps pour commander l'échange des gaz, l'arbre à cames est entraîné à la moitié de la vitesse de rotation du moteur par le vilebrequin. L'arbre à cames ouvre les soupapes d'échange de gaz distinctes, pour ex-pulser les gaz brûlés dans la conduite des gaz d'échappement 10 et aspirer les gaz frais de la conduite d'alimentation en air 45, c'est-à-dire que l'arbre à cames commande la soupape d'admission 60 et la soupape d'échappement 15 contre les ressorts de soupape.

La figure 2 montre à titre d'exemple la soupape d'échappement 15 et l'arbre à cames 30 tournant dans le sens des aiguilles d'une montre. L'arbre à cames pousse la soupape d'échappement 15 contre l'action d'un ressort de soupape 85 pour expulser les gaz brûlés c'est-à-dire les gaz d'échappement dans la conduite des gaz d'échappement 10. La référence 120 désigne à la figure 2 la paroi de la chambre de combustion 5.

La figure 4 montre la relation entre la course de la soupape d'admission 60 et de la soupape d'échappement 15 par rapport à l'angle du vilebrequin. La référence 95 désigne la course de la soupape d'échappement 15 pour un profil habituel de l'arbre à cames 30. La référence 105 désigne la courbe de la course de la soupape d'admission 60 également pour un profil de cames habituel. La référence 100 désigne la course de la soupape d'échappement 15 dans le cas d'un profil de cames selon l'invention représenté à la figure 2. La partie hachurée portant la référence 90 à la figure 4 est la plage de la course de la soupape d'admission 60 et de la soupape d'échappement 15 qui est perdue au maximum par le jeu des soupapes.

On considère d'abord le tracé habituel de la course 95 de la soupape d'échappement et le tracé habituel 105 de la course de la sou-pape d'admission 60. En bref, c'est-à-dire jusqu'à un angle de vilebrequin d'environ 60 % en amont du point mort bas (UT) du piston 20, la soupape d'échappement 15 s'ouvre selon la courbe 95 et en cas de pression surcritique, pendant la phase d'échappement anticipée, environ 50 % des gaz de combustion ou des gaz d'échappement passent de la chambre de combustion 5 dans la conduite des gaz d'échappement 10. Le piston 20 qui conti- nue ensuite à monter assure que pendant la phase d'expulsion les gaz de combustion soient pratiquement totalement éliminés de la chambre de combustion 5. En bref, cela signifie que jusqu'à environ 80 d'angle de vilebrequin en amont du point mort haut (OT) du piston 20, la soupape d'admission 60 s'ouvre selon la courbe 105 alors que la soupape d'échappement 15 est encore ouverte.

Selon l'invention, la soupape d'échappement 15 ne s'ouvre pas suivant la courbe 95 représentant la course mais selon la courbe 100. Il est prévu de refermer la soupape d'échappement 15 pendant la phase d'échappement après son ouverture et de l'ouvrir à nouveau. La phase d'échappement est par exemple définie par la plage d'angle de vilebrequin dans laquelle la course de la soupape d'échappement 15 correspondant à la courbe habituelle 95 est supérieure à zéro. Cela permet d'ouvrir plu-sieurs fois la soupape d'échappement 15 pendant la phase d'expulsion. Dans la suite on supposera à titre d'exemple que la soupape d'échappement 15 s'ouvre deux fois pendant la phase d'expulsion. La sou-pape d'échappement 15 peut ainsi s'ouvrir une première fois, brièvement selon la courbe 100 c'est-à- dire jusqu'à un angle de vilebrequin de l'ordre de 60 avant le point mort bas du piston 20. La première ouverture de la soupape d'échappement dans la phase d'expulsion peut également se faire seulement au moment où le piston 20 atteint son point mort bas ou après cet instant. A titre d'exemple, on supposera toutefois dans la suite que la soupape d'échappement 15 s'ouvre à un angle de vilebrequin de l'ordre de 30 avant le point mort bas du piston 20. Sensiblement au niveau du point mort bas du piston 20, la soupape d'échappement 15 atteint une première valeur maximale r1 - r2 de la course pour se fermer de nouveau après le point mort bas du piston 20 à un angle de vilebrequin d'environ 45 . Pendant cette première ouverture de la soupape d'échappement 15 en phase d'expulsion, on utilise déjà la phase d'échappement anticipée décrite pour laquelle environ 50 % de la masse des gaz d'échappement est évacuée dans la conduite des gaz d'échappement 10 avec une certaine pression résiduelle liée aux pertes d'expansion de la phase d'expansion précédente. Puis pour un angle de vilebrequin de l'ordre de 45 après le point mort bas du piston 20, la soupape d'échappement 15 se ferme comme déjà écrit si bien que le piston 20 qui remonte produit ensuite une postcompression de la masse résiduelle des gaz d'échappement dans la chambre de combustion 5.

Juste avant d'atteindre le point mort haut (dans l'exemple de la figure 4 il s'agit d'un angle de vilebrequin d'environ 80 en amont du point mort haut du piston 20) la soupape d'échappement 15 est de nouveau ouverte pour évacuer la masse des gaz d'échappement ayant subi la postcompression sous la forme d'une seconde expulsion dans la conduite des gaz d'échappement 10 pour arriver sur la turbine 25. Pendant cette seconde ouverture de la soupape d'échappement 15, sa course a environ 40 d'angle de vilebrequin en amont du point mort haut du piston 20 atteint sa seconde valeur maximale r3 - r2 comme représenté à la figure 4; cette seconde valeur maximale est différente de la première valeur maxi-male r1 - r2. Selon l'exemple choisi, la seconde valeur maximale r3 - r2 est inférieure à la première valeur maximale r1 - r2. Les deux valeurs maxi- males peuvent également être identiques; ou encore la seconde valeur maximale r3 - r2 pourrait être supérieure à la première valeur maximale r1 - r2. Du fait de la masse des gaz d'échappement postcomprimés la seconde valeur maximale r3 - r2 est suffisamment inférieure à la première valeur maximale r1 - r2. Juste après le point mort haut du piston 20, la soupape d'échappement 15 sera de nouveau fermée la seconde fois pendant la phase d'échappement. Ainsi les deux durées d'ouverture de la soupape d'échappement 15 pendant la phase d'échappement seront sensiblement identiques. Pendant la seconde ouverture de la soupape d'échappement 15 au cours de la phase d'échappement, l'énergie de compression des gaz d'échappement fournie de manière complémentaire pendant la phase de postcompression sera transmise à la turbine 25; celle-ci pourra alors convertir cette puissance plus élevée en une pression d'alimentation (pression de charge) plus élevée par l'intermédiaire du compresseur 50. Cette procédure peut toutefois être assistée par des opérations d'ouverture chaque fois très rapides de la soupape d'échappement, pour fournir avec aussi peu de pertes que possible l'énergie des gaz d'échappement par la soupape d'échappement à la turbine. La vitesse d'ouverture de la soupape d'échappement pendant la phase d'échappement dans le cas d'ouvertures multiples peut être supérieure à celle d'une ouverture simple. De plus, après la seconde expulsion, la dynamique élevée qui en résulte dans la colonne des gaz d'échappement crée une phase de dépression au niveau de la soupape d'échappement 15 qui extrait efficacement des résidus de gaz ou gaz d'échappement chauds qui se trouvent encore dans la chambre de combustion 5 du cylindre 110 vers la conduite des gaz d'échappement 10 et lorsque la soupape d'admission 60 est déjà ouverte selon la courbe 105 représentant la course de la sou- pape, ces gaz d'échappement seront remplacés par de l'air neuf, frais. Cela diminue de manière importante la température dans la chambre de combustion 5 réduisant ainsi de manière significative la tendance au cliquetis, et comme les gaz d'échappement sont remplacés pratiquement en totalité par l'air frais, on assure un remplissage aussi important que possible de la chambre de combustion 5. Globalement cela se traduit par un couple plus important.

On peut avoir la seconde ouverture de la soupape d'échappement 15 jusqu'à un angle de vilebrequin de l'ordre de 90 avant le point mort haut du piston 20. Les valeurs indiquées pour l'angle du vi- lebrequin correspondant à la première et à la seconde ouverture de la soupape d'échappement 15 ne constituent que des points de repère et la soupape d'échappement 15 peut n'être ouverte la première fois qu'au-delà de 60 d'angle de vilebrequin avant le point mort bas et la seconde fois également au-delà de 90 d'angle de vilebrequin avant le point mort haut du piston 20.

Il est intéressant pour la première fermeture de la soupape d'échappement 15 en phase d'échappement, d'attendre l'atténuation de la première expulsion c'est-à-dire l'atténuation de l'échappement anticipé. Cela signifie que dans la phase d'échappement, la soupape d'échappement 15 sera fermée à la fin de la première expulsion des gaz d'échappement vers la conduite des gaz d'échappement 10. On peut déterminer l'atténuation de la première expulsion en fonction de la pression antagoniste des gaz d'échappement ou de la pression interne à la chambre de combustion. L'atténuation de la première expulsion suivant la contre- pression des gaz d'échappement ou la pression interne à la chambre de combustion peut se déterminer par exemple par une adaptation faite sur un banc d'essai. Pour cela on considère que la première expulsion est atténuée ou terminée dès que la contre-pression des gaz d'échappement tombe en dessous d'un seuil prédéfini. De façon correspondante, la pre- mière expulsion peut être considérée comme atténuée ou terminée si la pression interne à la chambre de combustion descend en dessous d'un seuil prédéfini. Le seuil prédéfini de la contre-pression des gaz d'échappement ou de la pression interne à la chambre de combustion peut être choisi de manière appropriée pour être sûr que d'une part la partie massique des gaz d'échappement à transporter dans la conduite des gaz d'échappement 10 à l'aide de la pression résiduelle de la phase d'expansion, soit expulsée aussi complètement que possible dans la con- duite des gaz d'échappement 10 et d'autre part pour disposer de suffisamment de temps pour la postcompression des gaz d'échappement dans la chambre de combustion 5 lorsque la phase d'échappement 15 est fermée en phase d'échappement. La contre pression des gaz d'échappement ou la pression interne au cylindre peuvent toutefois se mesurer également par un capteur de pression approprié ou à l'aide d'autres paramètres de fonctionnement du moteur à combustion interne 1 par mobilisation.

Dans le cas de l'angle de vilebrequin obtenu par l'application, après le point mort bas du piston 20, lorsque la pression antagoniste des gaz d'échappement ou la pression interne de la chambre de combustion ont atteint leur seuil, on utilisera comme angle de vilebrequin pendant le fonctionnement du moteur à combustion interne 1, celui auquel la soupape d'échappement 15 se sera fermée la première fois.

On réalise la courbe 100 de la course par un profil approprié des cames de l'arbre à cames 30 par exemple comme celui de la figure 2. Partant d'un rayon de base ou rayon primitif r2 le rayon de l'arbre à cames 30 augmente dans le sens des aiguilles d'une montre tout d'abord jusqu'à un premier rayon maximum r1 pour diminuer de nouveau et revenir au rayon de base r2; ensuite on augmente jusqu'à un second rayon maximum r3 et ensuite on revient au rayon de base r2. Si l'arbre à cames 30 pousse avec son rayon de base r2 contre la soupape d'échappement 15, celle-ci est fermée. Dès que l'arbre à cames 30 pousse contre la soupape d'échappement 15 avec un rayon supérieur au rayon de base r2, la sou-pape d'échappement 15 s'ouvre contre la force du ressort 85. On arrive ainsi à la première valeur maximale r 1 - r2 pour la course lorsque l'arbre à cames 30 pousse la soupape d'échappement 15 comme représenté à la figure 2 avec son rayon correspondant à la première valeur maximale r1. La seconde valeur maximale r3 - r2 s'obtient lorsque l'arbre à cames 30 pousse avec sa seconde valeur maximale r3 du rayon contre la soupape d'échappement 15. La soupape d'échappement 15 est également ouverte lorsque l'arbre à cames 30 pousse avec un rayon supérieur au rayon de base r2 et inférieur à la première valeur maximale r 1 ou inférieur à la seconde valeur maximale r3 contre la soupape d'échappement 15.

Selon un développement avantageux de l'invention, on a deux profils différents pour régler l'évolution de la course de la soupape d'échappement et on commute entre ces deux profils. Un tel procédé est en principe également connu selon le Mémento de technique automobile Bosch rappelé ci-dessus.

Dans le cas présent, il est prévu de commuter entre le profil de cames tel que décrit pour la phase d'échappement avec deux ou plu-sieurs mouvements d'ouverture de la soupape d'échappement 15 pour passer à la courbe habituelle 95 représentant la course de la soupape d'échappement et dont la valeur maximale de la course est de plus considérablement supérieure à la valeur maximale r 1 - r2 de la courbe 100 représentant la course. En alternative, le maximum de la courbe 95 habituelle peut également correspondre à la première valeur maximale r1 - r2 ou à la seconde valeur maximale r1 - r3 de la courbe 100 représentant la course. Dans la suite, on supposera toutefois à titre d'exemple que le maximum de la courbe 95 selon la figure 4 est supérieure au premier maximum r 1 - r2 et ainsi également supérieur au second maximum r 1 - r3 de la courbe 100 représentant la course.

La phase d'échappement pour la seconde ouverture de la soupape d'échappement 15 est également appelée phase de postéchappement.

On peut commuter entre les deux profils de cames suivant un paramètre du moteur à combustion interne. Le paramètre ou grandeur de sortie choisi peut être par exemple le régime du moteur. Ce cas sera décrit à titre d'exemple ci-après. Si le régime du moteur passe en dessous d'un seuil prédéfini, la soupape d'échappement 15 sera commandée par le premier profil de cames selon la figure 2 donnant la courbe 100 pour la course. Dans l'autre cas, la soupape d'échappement 15 sera commandée par un second profil de cames pour avoir la courbe 95 habituelle de la course. Ainsi pour des régimes moteurs supérieurs au seuil prédéfini, la soupape d'échappement 15 sera commandée avec une course importante et sera ouverte une seule fois alors que pour des régimes moteurs inférieurs au seuil prédéfini, la soupape d'échappement 15 sera commandée avec une course relativement petite mais plusieurs fois; dans l'exemple décrit, la soupape sera ouverte deux fois. Comme seuil prédéfini du régime moteur on peut choisir par exemple une valeur de 2000 tours/minute. La courbe 105 de la soupape d'admission 60 présente les mêmes maximums que la courbe 95 représentant la course de la soupape d'échappement 15.

La course importante permet de mieux tenir compte des phases d'échange dgaz brèves comme celles que l'on a au régime moteur élevé notamment à forte charge. L'ouverture multiple de la soupape d'échappement en phase d'expulsion à faible régime c'est-à-dire à des régimes de vitesses de rotation inférieurs au seuil prédéfini permet grâce à l'effet de remplissage ou d'augmentation de couple, tel que décrit, au moteur à combustion in-terne 1 de répondre plus rapidement dans cette plage de vitesses de rotation, et en particulier d'avoir une meilleure réponse du turbocompresseur des gaz d'échappement en évitant le trou du compresseur existant dans cette plage de vitesses de rotation.

Selon un autre développement avantageux de l'invention, l'ouverture multiple de la soupape d'échappement 15 en phase d'expulsion peut également être prévue seulement pour le cas où une valeur de la charge du moteur à combustion interne 1 dépasse un seuil prédéfini. On peut par exemple déduire la valeur de la charge du couple demandé par le conducteur ou choisir cette valeur égale au couple demandé. L'effet d'augmentation du remplissage (charge) du couple produit par l'ouverture multiple de la soupape d'échappement 15 dans les phases d'expulsion peut être fourni en phase d'expulsion dans le cas d'une demande de charge, élevée, supérieure au seuil. Pour une demande de charge correspondante, on augmente ainsi la réponse du moteur à combustion interne 1 et en particulier la réponse du turbocompresseur des gaz d'échappement permettant de convertir pratiquement sans retard la demande du conducteur. L'utilisation telle que décrite selon différents profils de cames peut également se faire en variante en fonction de la charge, c'est-à-dire que dans une première plage de charge supérieure au seuil prédéfini de la charge on peut par exemple utiliser le profil de cames de la figure 2 donnant la courbe 100 pour la course, et en dessous de ce seuil on utilisera un profil de cames donnant la courbe 95 dont la course maximale peut être différente de celle de la courbe 100 ou dont le maximum correspond au premier maximum r 1 - r2 ou au second maximum r3 - r2 de la courbe 100.

Il est particulièrement avantageux que l'ouverture multiple de la soupape d'échappement 15 ne se fasse pendant la phase d'échappement que si le paramètre du moteur à combustion interne 1 (dans cet exemple il s'agit du régime moteur) passe en dessous de son seuil, et si la charge du moteur à combustion interne 1 (dans cet exemple il s'agit de la demande du conducteur) passe au-dessus du seuil corres- pondant. Ainsi, les effets d'augmentation de remplissage ou d'augmentation de couple liés à l'ouverture multiple de la soupape d'échappement 15 en phase d'expulsion (ou phase d'échappement) ne seront utilisés que pour une vitesse de rotation inférieure au seuil prévu et une demande de charge supérieure au seuil prévu, car précisément dans cette plage de fonctionnement du moteur à combustion interne 1 il est souhaitable d'améliorer la réponse du moteur à combustion interne 1 et en particulier celle du turbocompresseur des gaz d'échappement pour éviter autant que possible le trou du turbocompresseur. Dans une plage de vitesses de rotation inférieures au seuil prévu, avec une demande de charge également inférieure au seuil prévu, la soupape d'échappement 15 ne sera ouverte une fois encore en phase d'échappement par exemple avec une course maximale plus petite, de l'ordre de grandeur de la première valeur maximale r1 - r2 ou de la seconde valeur maximale r3 - r2. On réa- lise de cette manière le fonctionnement classique du moteur à combustion interne 1 aux faibles régimes avec une petite course pour la soupape d'échappement 15 et la soupape d'admission 60 peut également fonctionner de façon correspondante avec une faible course dans cette plage de fonctionnement du moteur à combustion interne 1. Pour des vitesses de rotation supérieures au seuil prédéfini du régime moteur, le moteur à combustion interne fonctionnera de manière habituelle avec une course importante pour la soupape d'admission 60 et la soupape d'échappement 15 selon les courbes 105 et 95 représentant la course à la figure 4, pour tenir compte en particulier dans le cas d'une charge élevée de façon opti- male aux phases d'échange de gaz, brèves correspondant à cette plage de fonctionnement. Ainsi, pour le fonctionnement tel que décrit du moteur à combustion interne pour ce développement avantageux, il faut trois profils de cames différents pour réaliser les trois courbes de course différentes de la soupape d'échappement 15.

Dans ce cas, il faudra ainsi commuter entre trois profils de cames différents.

Dans le cas de l'utilisation d'une commande de soupape totalement variable, par exemple d'une commande de soupape électrohydraulique ou électromagnétique par la commande de moteur 35, on peut régler de manière quelconque les durées d'ouverture et de fermeture de la soupape d'admission 60 et de la soupape d'échappement 15, comme le profil de la course de la soupape d'admission 60 et de la soupape d'échappement 15, ce qui permet d'obtenir d'une manière particulièrement confortable et sans arbre à cames, les courbes de course telles que décrites. La double ouverture de la soupape d'échappement 15 en phase d'échappement décrite dans l'exemple de réalisation selon la figure 4 et obtenue par exemple à l'aide du profil de cames de la figure 2, réalise un fonctionnement à six temps alors que pour les courbes de course 95, 105 on a le fonctionnement classique à quatre temps.

Le procédé et le dispositif selon l'invention permettent d'augmenter le couple fourni par le moteur à combustion interne 1, d'une part par l'amélioration de la réponse de l'éventuel turbocompresseur de gaz d'échappement et d'autre part par l'amélioration de l'alimentation c'està-dire du remplissage (charge).

Claims (11)

REVENDICATIONS

1 ) Procédé de gestion d'un moteur à combustion interne (1) selon lequel en phase d'échappement du moteur à combustion interne (1), pour évacuer les gaz d'échappement de la combustion hors de la chambre de corn- bustion (5) dans une conduite de gaz d'échappement (10) du moteur à combustion interne (1), on ouvre une soupape d'échappement (15) de la chambre de combustion (5) du moteur à combustion interne (1), caractérisé en ce que dans cette phase d'échappement, on referme et on ouvre de nouveau la 10 soupape d'échappement (15).

2 ) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que dans la phase d'échappement, on ouvre plusieurs fois la soupape 15 d'échappement (15) seulement si une grandeur de sortie, de préférence le régime moteur, descend en dessous d'un seuil prédéfini.

3 ) Procédé selon les revendications 1 et 2,

caractérisé en ce que si la grandeur de sortie passe en dessous du seuil prédéfini, la soupape d'échappement (15) fonctionne avec une petite course de soupape et dans l'autre cas, elle fonctionne avec une grande course de soupape.

4 ) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu' en phase d'échappement pour une ouverture multiple, la vitesse d'ouverture de la soupape d'échappement est supérieure à la vitesse pour une ouverture simple.

5 ) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu' en phase d'échappement, la soupape d'échappement (15) n'est ouverte plusieurs fois que si une valeur représentant la charge du moteur à combustion interne (1) de préférence une demande du conducteur dépasse un seuil prédéfini.

6 ) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu' en phase d'échappement, on ferme la soupape d'échappement (15) que si l'expulsion des gaz d'échappement s'est atténuée.

7 ) Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce qu' on détermine l'atténuation de la première expulsion en fonction d'une contre pression des gaz d'échappement ou de la pression régnant dans la chambre de combustion.

8 ) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu' à la première ouverture de la soupape d'échappement (15), dans la phase d'échappement, on ouvre brièvement, notamment jusqu'à un angle de vilebrequin allant jusqu'à 60 , avant le point mort bas du piston (20) dans la chambre de combustion (5).

9 ) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu' à la répétition de l'ouverture on ouvre la soupape d'échappement (15) en phase d'échappement brièvement notamment jusqu'à un angle de vilebrequin de 90 , avant le point mort haut du piston (20) dans la chambre de combustion (5).

10 ) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que les gaz d'échappement expulsés entraînent la turbine (25) d'un turbocompresseur de gaz d'échappement.

11 ) Dispositif (40) de gestion d'un moteur à combustion interne (1) corn- portant une soupape d'échappement (15) d'une chambre de combustion (5) du moteur (1) qui s'ouvre en phase d'expulsion du moteur (1) pour évacuer les gaz d'échappement engendrés par la combustion hors de la chambre de combustion (5) dans une conduite des gaz d'échappement (10) du moteur (1), caractérisé par des moyens (30, 35) qui referment et ouvrent de nouveau la soupape d'échappement (15) dans cette phase d'échappement.