FR2934325A3

FR2934325A3 - Procede de commande d'un moteur a combustion interne visant a supprimer les bruits de combustion

Info

Publication number: FR2934325A3
Application number: FR0855144A
Authority: FR
Inventors: Christophe Chalu
Original assignee: Renault SAS
Current assignee: Renault SAS
Priority date: 2008-07-28
Filing date: 2008-07-28
Publication date: 2010-01-29

Abstract

L'invention se rapporte à un procédé de commande d'un moteur à combustion interne caractérisé en ce que l'on actionne des moyens de chauffage du mélange dans les plages de fonctionnement dudit moteur de régimes et/ou de charges transitoires pour lesquelles un bruit de combustion de claquement est susceptible d'être généré.

Description

PROCEDE DE COMMANDE D'UN MOTEUR A COMBUSTION INTERNE VISANT A SUPPRIMER LES BRUITS DE COMBUSTION La présente invention concerne les moteurs à combustion interne, en particulier les procédés pour supprimer les bruits de combustion d'un moteur à combustion interne, notamment d'un moteur à allumage par compression, comme les moteurs diesel.

Dans les moteurs à allumage par compression, le mélange est globalement pauvre mais présente localement de grandes disparités de richesse. Durant une première phase de la compression du mélange, ces disparités locales de richesse provoquent des microcombustions éparses dans le volume de la chambre de combustion dès que les conditions de températures et de pression sont atteintes pour les points où la richesse observée est élevée. Puis, dans une deuxième phase de la compression du mélange au cours de laquelle la température et la pression augmente encore, les flammes engendrées lors de ces microcombustions se propagent au reste du mélange pour l'enflammer. Les microcombustions générées dans la première phase sont généralement brutales et sources de bruits de combustion tels que le bruit de combustion connus sous le nom de bruits de claquement ou bruits de rafale . Ces bruits de combustion sont d'autant plus importants que la quantité de mélange brulant lors de la première phase de mélange est importante, ce qui est réalisé lors des points de fonctionnement du moteur de régimes et/ou de charges transitoires. Le confort des occupants du véhicule est d'autant plus pénalisé par ces bruits dans les conditions urbaines de circulation où les moteurs sont utilisés sur des points de fonctionnement de régimes et/ou de charges transitoires et où les bruits de moteur sont prépondérants. Une solution largement répandue pour réduire ces bruits de combustion, est l'utilisation d'injection multiples, et plus particulièrement de pré-injections. Ces pré-injections sont des petites quantités de carburant introduites dans la chambre de combustion avant une ou plusieurs injections principales dans le cycle de combustion. Ces pré-injections permettent un apport de chaleur dans le but de réduire la durée de la première phase de combustion, et la quantité de carburant s'accumulant durant la première phase. Il en résulte que l'importance des bruits de combustion est réduite. Cependant, l'utilisation des pré-injections peuvent avoir un impact négatif sur d'autres prestations du moteur tels que les prestations de dépollution et de consommation pour lesquelles il est alors nécessaire d'effectuer les corrections lors de la mise au point du moteur. La présente invention vise à proposer un procédé de commande d'un moteur à combustion interne permettant de remédier à l'inconfort des occupants d'un véhicule ressentant les bruits de combustion du moteur, tout en évitant d'impacter les prestations de dépollution et de consommation. La présente invention a pour objet un procédé de commande de moteur à combustion interne dans lequel on actionne des moyens de chauffage du mélange dans les plages de fonctionnement dudit moteur de régimes et/ou de charges transitoires pour lesquelles un bruit de combustion de claquement est susceptible d'être généré. L'apport de chaleur reçu par le mélange lors de ces régimes et/ou charges transitoires permet d'accélérer l'atteinte des conditions d'auto-inflammation et ainsi de limiter la quantité de carburant s'auto-enflammant dans la première phase de combustion qui est à l'origine des bruits de combustion du type bruit de claquement ou bruit de rafale. D'autres caractéristiques avantageuses de l'invention font l'objet des revendications dépendantes. Ainsi on peut faire en sorte d'actionner les moyens de préchauffage disposés dans la chambre de combustion en fonction d'au moins l'un parmi les paramètres de régime moteur, de couple moteur, de demande de couple moteur, d'enfoncement de la pédale d'accélérateur, de vitesse d'enfoncement de la pédale d'accélérateur. On peut aussi faire en sorte d'actionner les moyens de préchauffage dans les phases d'accélération lorsque le régime moteur est inférieur à un régime moteur seuil.

On peut également faire en sorte d'actionner les moyens de préchauffage lorsqu'une vitesse d'enfoncement de la pédale est supérieure à une valeur seuil de vitesse d'enfoncement de la pédale. On peut également faire en sorte d'actionner les moyens de préchauffage lorsqu'une demande de couple est supérieure à une valeur seuil de demande de couple seuil. On peut faire en sorte d'actionner les moyens de préchauffage lorsque le régime moteur est inférieur à un régime moteur seuil et lorsqu'une demande de couple est supérieure à une valeur de demande de couple. On peut enfin faire en sorte d'actionner les moyens de préchauffage lorsque le régime moteur est inférieur à un régime moteur seuil, et que soit une vitesse d'enfoncement de la pédale est supérieure à une valeur seuil de vitesse d'enfoncement de la pédale, soit que la vitesse d'enfoncement de la pédale est inférieure à une valeur seuil de vitesse d'enfoncement de la pédale et que la demande de couple est supérieure à une valeur de demande de couple seuil.

L'invention a également pour objet un moteur à combustion interne comprenant des moyens de chauffage commandés selon un procédé de commande selon l'invention. On peut faire en sorte que les moyens de 25 chauffage comprennent un dispositif de préchauffage tel que des bougies de préchauffage. On peut faire en sorte que les bougies de préchauffage soient des bougies de préchauffage de type rapide, ce qui permet de réduire le temps de réaction 30 de la suppression des bruits de combustion.

D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante donnée à titre d'exemple illustratif et non limitatif et faite en référence aux figures annexées dans lesquelles : - la figure 1 illustre une coupe schématique d'un moteur à combustion interne suivant l'axe de l'une de ses chambres de combustion ; - la figure 2 illustre un ordinogramme du procédé 10 de commande du moteur selon un premier mode de réalisation ; - la figure 3 illustre un ordinogramme du procédé de commande du moteur selon un deuxième mode de réalisation. 15 En se rapportant désormais aux figures et pour le moment à la figure 1, un moteur 1 comprend au moins une culasse 2 recouvrant au moins un cylindre 3. Un piston 4 est monté mobile suivant un axe vertical du cylindre 3 sur un système de bielle-manivelle 5 à un vilebrequin 20 6 du moteur 1. Une chambre de combustion est ainsi définie dans le cylindre 3 entre la face inférieure de la culasse 2 et la surface supérieure du piston 4. La culasse 2 loge un injecteur de carburant 7 dont une extrémité libre d'une buse d'injection 25 débouche dans la chambre de combustion et un dispositif de préchauffage 8, par exemple des bougies de préchauffage, dont une extrémité libre chauffante débouche dans la chambre de combustion. Le fonctionnement du moteur 1 est piloté par une 30 unité de commande électronique (ECU) 10 recevant des paramètres de différents capteurs par l'intermédiaire d'un réseau d'information numérique du véhicule, par exemple un réseau CAN. En fonction de l'information reçue de ces capteurs, l'ECU 10 commande l'injecteur 7 de sorte que celui-ci injecte sélectivement du carburant dans la chambre de combustion. Ce carburant se mélange alors à de l'air qui a été admis dans la chambre de combustion pour former un mélange inflammable dont la combustion interviendra par auto-inflammation lorsque les conditions de température et de pression seront suffisantes. L'ECU 10 commande également le dispositif de préchauffage 8 pour permettre d'élever la température des jets de carburant entrant dans la chambre de combustion lors des démarrages à froid où la température est trop faible pour provoquer une auto-inflammation. Selon le procédé de l'invention, on actionne le dispositif de préchauffage 8 lorsque des conditions de fonctionnement transitoires de charge et/ou de régime engendrant des bruits de combustion de claquement ou de rafale sont détectés par l'ECU 10. Ces points de régime et de charge propices à la génération de bruits de claquement ou de rafale, sont par exemple les phases de décollage du véhicule d'une position arrêtée à une vitesse faible, ou les phases de relance du véhicule après un ralentissement pour lesquelles le régime moteur est peu élevé et typiquement inférieur à 3000 tr.min-1.

La figure 2 illustre un ordinogramme du procédé de commande selon un premier mode de réalisation.

L'ECU 10 teste le régime moteur Rm en le comparant une valeur de régime moteur seuil Rm Th. Cette valeur de régime seuil Rm Th est déterminée par mise au point en balayant les points de fonctionnement du moteur et en relevant la valeur maximale de régime moteur pour laquelle les bruits de claquement sont absents ou peuvent être considérés comme tel quelque soit le couple demandé au moteur 1. Cette valeur pourra aussi être arbitrairement fixée à la moitié du régime maximal autorisé pour ce moteur 1. Tant que le résultat de ce test est Rm>Rm Th, alors l'ECU 10 boucle sur ce test. Si le résultat de ce test est Rm<Rm Th alors l'ECU 10 passe au test suivant portant sur la demande en couple Dcoupl. La valeur de demande en couple est fonction de l'enfoncement de la pédale et est corrigée par des demandes d'autres systèmes embarqués tels que des systèmes de sécurité, par exemple un dispositif d'antiblocage des roues (ABS) ou de correction de trajectoire (ESP). Cette valeur de demande en couple Dcoupl est prélevée par le calculateur sur le réseau d'information numérique du véhicule, par exemple un réseau CAN. Lors de ce deuxième test, l'ECU 10 teste la demande en couple Dcoupl en la comparant à une valeur de demande en couple seuil Dcoupl Th pour la valeur de régime moteur Rm testé à l'étape précédente. Cette valeur de demande de couple seuil Dcoupl Th est déterminée par mise au point en balayant les régimes moteur Rm et en relevant la valeur minimale de demande de couple Dcoupl pour laquelle les bruits de claquement sont absents ou peuvent être considérés comme tel. On obtient ainsi un tableau de correspondance donnant pour chaque régime moteur Rm, la valeur de demande de couple seuil Dcoupl Th.

Tant que le résultat de ce test est Dcoupl<Dcoupl Th, alors l'ECU 10 sort du test et teste à nouveau, éventuellement après une temporisation, le régime moteur Rm. Si le résultat de ce test est Dcoupl>Dcoupl Th alors l'ECU 10 commande l'actionnement des bougies de préchauffage 8, afin d'élever la température des jets de carburant et accélérer l'auto-inflammation pour diminuer les bruits de claquement ou de rafale inhérents à la combustion.

La figure 3 illustre un deuxième mode de réalisation du procédé de l'invention. Le premier test réalisé par l'ECU 10 est semblable à celui du premier mode de réalisation. Le deuxième test réalisé par l'ECU 10 consiste à tester la vitesse d'enfoncement de la pédale d'accélérateur Vped en la comparant à une valeur de vitesse d'enfoncement seuil Vped Th pour la valeur de régime moteur Rm testée dans l'étape précédente. Cette valeur de vitesse d'enfoncement seuil Vped Th est déterminée par mise au point en balayant les régimes moteur Rm et en relevant la valeur minimale de vitesse d'enfoncement Vped pour laquelle les bruits de claquement sont absents ou peuvent être considérés comme tel. On obtient ainsi un tableau de correspondance donnant pour chaque régime moteur Rm, la valeur de vitesse d'enfoncement de la pédale d'accélérateur Vped Th. Si le résultat de ce test est Vped>Vped Th alors l'ECU 10 commande l'actionnement des bougies de préchauffage 8, afin d'élever la température d'un des jets de carburant et accélérer l'auto-inflammation pour diminuer les bruits de claquement ou de rafale inhérents à la combustion. Si le résultat de ce test est Vped<Vped_Th alors 10 un test sur la demande couple Dcoupl est effectué comme dans le premier mode de réalisation. Ce deuxième mode de réalisation permet de réaliser des prévisions sur les demandes en couple Dcoupl à venir, et ainsi actionner les bougies de 15 préchauffage 8 plus tôt pour leur donner davantage de temps pour monter en température et/ou transmettre leur température au mélange dans la chambre de combustion. Le moteur 1 qui est destiné à fonctionner selon le procédé de commande de l'invention présente 20 avantageusement des bougies de préchauffage 8 de type rapide pour permettre une plus grande réactivité au procédé de commande. Par bougies de type rapide, on entend des bougies de préchauffage permettant au moins d'atteindre des 25 températures supérieures à 1100°C en moins de deux secondes et préférablement une température de 1500°C en deux secondes. Bien entendu, on pourra apporter à l'invention de nombreuses modifications sans sortir du cadre de celle-30 ci qui est défini par l'objet des revendications.

Claims

REVENDICATIONS1) Procédé de commande d'un moteur à combustion interne (1) caractérisé en ce que l'on actionne des moyens de chauffage du mélange dans les plages de fonctionnement dudit moteur de régimes et/ou de charges transitoires pour lesquelles un bruit de combustion de claquement est susceptible d'être généré.
2) Procédé de commande d'un moteur (1) selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que l'on actionne les moyens de préchauffage disposés dans la chambre de combustion en fonction d'au moins l'un parmi les paramètres de régime moteur (Rm), de couple moteur, de demande de couple moteur (Dcoupl), d'enfoncement de la pédale d'accélérateur, de vitesse d'enfoncement de la pédale d'accélérateur (Vped).
3) Procédé de commande d'un moteur selon la revendication précédente caractérisé en ce que l'on actionne les moyens de préchauffage dans les phases d'accélération lorsque le régime moteur (Rm) est inférieur à un régime moteur seuil (Rm Th).
4) Procédé de commande d'un moteur selon la revendication 2 caractérisé en ce que l'on actionne les moyens de préchauffage lorsqu'une vitesse d'enfoncement de la pédale (Vped) est supérieure à une valeur seuil de vitesse d'enfoncement de la pédale (Vped th).
5) Procédé de commande d'un moteur selon la revendication 2 caractérisé en ce que l'on actionne les moyens de préchauffage lorsqu'une demande de couple (Dcoupl) est supérieure à une valeur de demande de couple (Dcoupl Th).
6) Procédé de commande d'un moteur selon l'une des revendications 1 ou 2 caractérisé en ce que l'on actionne les moyens de préchauffage lorsque le régime moteur (Rm) est inférieur à un régime moteur seuil (Rm Th) et lorsqu'une demande de couple (Dcoupl) est supérieure à une valeur de demande de couple (Dcoupl Th).
7) Procédé de commande d'un moteur selon l'une des revendications 1 ou 2 caractérisé en ce que l'on actionne les moyens de préchauffage lorsque le régime moteur (Rm) est inférieur à un régime moteur seuil (Rm Th), et que soit une vitesse d'enfoncement de la pédale (Vped) est supérieure à une valeur seuil de vitesse d'enfoncement de la pédale (Vped th), soit que la vitesse d'enfoncement de la pédale (Vped) est inférieure à une valeur seuil de vitesse d'enfoncement de la pédale (Vped th) et que la demande de couple (Dcoupl) est supérieure à une valeur de demande de couple seuil (Dcoupl Th).
8) Moteur à combustion interne (1) caractérisé en qu'il comprend des moyens de chauffage commandés selon 30 un procédé selon l'une des revendications précédentes. 5
9) Moteur à combustion interne (1) selon la revendication précédente caractérisé en ce que les moyens de chauffage comprennent un dispositif de préchauffage tel que des bougies de préchauffage (8).
10) Moteur à combustion interne (1) selon la revendication précédente caractérisé en ce que les bougies de préchauffage (8) sont des bougies de préchauffage de type rapide. 10