FR2946693A1 - Moteur a combustion interne adapte a la deconnexion de cylindres et procede de commande correspondant - Google Patents

Abstract

Moteur à combustion interne comprenant un arbre de sortie (11) apte à transmettre la puissance motrice générée, et au moins quatre cylindres (2-1, 2-2, 2-3, 2-4) équipé chacun d'au moins une soupape (5-1, 5-2, 5-3, 5-4) et un piston (3-1, 3-2, 3-3, 3-4) relié à l'arbre de sortie (11), ledit moteur à combustion interne comprenant au moins un arbre (7) à cames muni d'au moins quatre cames, capable chacune d'actionner au moins l'une des dites soupapes (5-1, 5-2, 5-3, 5-4) de l'un des cylindres (2-1, 2-2, 2-3, 2-4), caractérisé par le fait que lesdites cames comprennent des cames de trois types différents, aptes chacune à actionner une soupape du moteur à combustion interne, et au moins un actionneur (16) apte à générer un déplacement d'au moins l'un des arbres (7) à cames pour positionner uniquement les cames de l'un des types en position d'actionnement des soupapes.

Description

B08-3829FR MSA PJ 9375

Société par Actions Simplifiée dite : RENAULT s.a.s. Moteur à combustion interne adapté à la déconnexion de cylindres et procédé de commande correspondant. Invention de : OLLIVIER Laurent BEDRINES Olivier Moteur à combustion interne adapté à la déconnexion de cylindres et procédé de commande correspondant.

La présente invention concerne le domaine du contrôle de la combustion d'un moteur à combustion interne, et plus particulièrement le domaine de la synchronisation des soupapes d'un moteur à combustion interne. Les moteurs sont sollicités de façon très variable, par exemple faible régime, régime élevé, faible charge, forte charge. Il en découle une plage de fonctionnement extrêmement large allant du point de ralenti au point de puissance. Pour satisfaire ces besoins disparates, le dimensionnement du moteur est réalisé pour garantir toute la courbe de couple ; c'est-à-dire les performances maximales atteignables sur toute la plage de régimes et pas seulement au point de puissance. Le moteur se trouve alors surdimensionné pour tous les points de charge partielle et il convient de dégrader son fonctionnement. Pour cela, on peut limiter la densité d'air dans le répartiteur d'admission ou dégrader le rendement du cycle. Cette dégradation du rendement du moteur a un impact négatif sur la consommation. Par ailleurs, la réduction de taille des moteurs s'inscrit dans l'optique d'une utilisation du moteur sur des points de fonctionnement présentant une charge plus élevée. La contrepartie de la réduction de taille des moteurs est un comportement en fonctionnement transitoire dégradé. La concurrence de plus en plus drastique concernant la consommation de carburant des véhicules automobiles conduit les constructeurs à envisager diverses solutions pour la réduire. Parmi ces solutions figure la déconnexion d'une partie des cylindres du moteur.

Le moteur fonctionne en faible charge sur un nombre réduit de cylindres. Pour des faibles couples, un tel fonctionnement permet d'obtenir de bons rendements de fonctionnement pour une consommation réduite.

L'utilisation de la déconnexion des cylindres rend possible de réaliser des points de fonctionnement de très faible charge avec une partie des cylindres et de réactiver tous les cylindres pour les fonctionnements transitoires ou les points de fonctionnement de plus forte charge. La demande de brevet américain US 2003-145722 décrit une désactivation hydraulique d'un cylindre par chemises rotatives. Cette demande de brevet décrit un système de commande hydraulique agissant directement sur les soupapes.

La demande internationale de brevet WO9314303 décrit un système et une méthode de désactivation sélective de la soupape d'admission d'un moteur. La déconnexion d'un cylindre est souhaitée dans le cas du mauvais fonctionnement d'un poste, non dans le cadre d'une réduction de consommation de carburant.

La demande de brevet européen EP0732489 décrit un système de variation de la phase de l'arbre à cames afin de désactiver un cylindre. La demande de brevet américain US 2004-0112326 décrit un dispositif pour contrôler la déconnexion d'un cylindre d'un moteur à combustion interne. Le système ne permet pas de déconnecter alternativement les cylindres des postes 1 et 4, puis des postes 2 et 3. Tous ces documents décrivent diverses solutions de déconnexion des cylindres. Cependant les solutions proposées sont onéreuses, encombrantes et requièrent de substantielles modifications des culasses par rapport à une distribution conventionnelle. I1 existe donc un besoin pour un procédé de déconnexion de cylindres sur un moteur à quatre cylindres ainsi que pour un groupe motopropulseur adapté à une telle déconnexion qui soit moins onéreux et ne nécessite que peu de modifications.

L'objet de la présente invention est un procédé de commande d'un groupe motopropulseur comprenant un mode de fonctionnement avec une déconnexion alternée d'une partie des cylindres d'un moteur à plusieurs cylindres, et comprenant également un mode de fonctionnement avec tous les cylindres du moteur.

Un autre objet de la présente invention est un groupe motopropulseur adapté à la déconnexion sélective d'une partie de ses cylindres.

Selon un aspect de l'invention, on définit un moteur à combustion interne comprenant un arbre de sortie apte à transmettre la puissance motrice générée, et au moins quatre cylindres équipé chacun d'au moins une soupape et un piston relié à l'arbre de sortie, ledit moteur à combustion interne comprenant au moins un arbre à cames muni d'au moins quatre cames, capable chacune d'actionner au moins l'une des dites soupapes de l'un des cylindres. Lesdites cames comprennent des cames de trois types différents, aptes chacune à actionner une soupape du moteur à combustion interne, et au moins un actionneur apte à générer un déplacement d'au moins l'un des arbres à cames pour positionner uniquement les cames de l'un des types en position d'actionnement des soupapes. Un tel moteur à combustion interne permet d'obtenir des points de fonctionnement de faible charge sur une partie des cylindres en transférant la charge globale attendue sur les cylindres actifs. De plus, une telle réalisation permet de proposer un moteur à combustion interne à faible coût, faible encombrement et requérant de faibles modifications par rapport aux moteurs à combustion interne classiques. Le moteur à combustion interne peut comprendre un ensemble de distribution reliant l'arbre de sortie à au moins un arbre à cames, ledit arbre à cames présentant une vitesse de rotation égale au quart de la vitesse de rotation de l'arbre de sortie. De préférence, on peut prévoir des cames de trois types différents capables d'actionner les soupapes d'admission et/ou les soupapes d'échappement du moteur à combustion interne.

Dans un mode de réalisation avantageux, les cames d'un premier type peuvent comprendre un excentrique, un premier doigt pouvant s'étendre sur un huitième de la périphérie dudit excentrique et un deuxième doigt pouvant s'étendre sur un quart de la périphérie dudit excentrique. Le premier doigt et le deuxième doigt peuvent être séparés par une distance d'un quart de la périphérie dudit excentrique. Les cames d'un deuxième type peuvent comprendre un excentrique, un premier doigt pouvant s'étendre sur un huitième de la périphérie dudit excentrique et un deuxième doigt pouvant s'étendre sur un huitième de la périphérie dudit excentrique. Le premier doigt et le deuxième doigt peuvent être diamétralement opposés. Les cames d'un troisième type peuvent comprendre un excentrique, un premier doigt pouvant s'étendre sur un huitième de la périphérie dudit excentrique et un deuxième doigt pouvant s'étendre sur un quart de la périphérie dudit excentrique. Le premier doigt et le deuxième doigt peuvent être séparés par une distance d'un quart de la périphérie dudit excentrique. Ces différents types de cames peuvent être utilisées indépendamment les uns des autres ou ensemble. Selon un autre aspect de l'invention, on définit un procédé de commande d'un moteur à combustion interne comprenant au moins quatre cylindres comportant chacun un piston et au moins une soupape, actionnée par une came d'au moins un arbre à cames. Selon ce procédé, on fait passer le moteur à combustion interne d'un mode de fonctionnement à quatre cylindres à un mode de fonctionnement à deux cylindres alternés, en déplaçant au moins un arbre à cames de façon que le type de came situé en vis-à-vis de la soupape dudit cylindre soit modifié.

On peut faire fonctionner le moteur à combustion interne selon un mode de fonctionnement à quatre cylindres en réalisant pour chaque cylindre une succession de cycles conventionnels. On peut faire fonctionner le moteur à combustion interne selon un mode de fonctionnement à deux cylindres alternés en réalisant pour chaque cylindre une alternance de cycles conventionnels et de cycles déconnectés. On peut faire fonctionner un cylindre du moteur à combustion interne selon un cycle déconnecté en positionnant de façon alternée des cames du premier et du troisième type.

On peut faire fonctionner un cylindre du moteur à combustion interne selon un cycle conventionnel en positionnant en face des soupapes des cames du deuxième type. D'autres buts, caractéristiques et avantages apparaîtront à la lecture de la description suivante donnée uniquement en tant qu'exemple non limitatif et faite en référence aux dessins annexés sur lesquels : - la figure 1 illustre une vue en coupe d'un moteur à combustion interne lors d'un fonctionnement à quatre cylindres, selon l'invention ; - la figure 2 illustre une vue schématique de dessus du moteur à combustion interne lors d'un fonctionnement à quatre cylindres, selon l'invention ; - la figure 3 illustre un maneton du vilebrequin lors d'un fonctionnement à quatre cylindres ; - les figures 4 et 5 illustrent les cames employées lors d'un fonctionnement à quatre cylindres, selon l'invention ; - la figure 6 illustre une vue en coupe d'un moteur à combustion interne lors d'un fonctionnement à deux cylindres alternés, selon l'invention ; - la figure 7 une vue schématique de dessus du moteur à combustion interne lors d'un fonctionnement à deux cylindres alternés, selon l'invention ; - la figure 8 illustre un maneton du vilebrequin lors d'un fonctionnement à deux cylindres alternés ; - les figures 9 et 10 illustrent les cames employées lors d'un fonctionnement à deux cylindres alternés, pour les postes 1 et 4, selon l'invention ; - les figures 11 et 12 illustrent les cames employées lors d'un fonctionnement à deux cylindres alternés, pour les postes 2 et 3, selon l'invention ; - la figure 13 illustre la levée des soupapes d'admission et d'échappement en fonction de l'angle du vilebrequin pour les postes 1 et 4, en fonctionnement à quatre cylindres selon l'invention ; - la figure 14 illustre la levée des soupapes d'admission et d'échappement en fonction de l'angle du vilebrequin pour les postes 1 et 4, en fonctionnement à deux cylindres alternés, selon l'invention ; - la figure 15 illustre la levée des soupapes d'admission et d'échappement en fonction de l'angle du vilebrequin pour les postes 2 et 3, en fonctionnement à deux cylindres alternés, selon l'invention ; et - la figure 16 illustre le procédé de commande de la déconnexion de certains cylindres d'un moteur à combustion interne.

Un moteur à combustion interne comprend généralement un ensemble de cylindres dans lesquels des pistons subissent un cycle de montées et de descentes suivant le cycle de combustion du carburant. La figure 1 illustre schématiquement un tel moteur. Le moteur à combustion interne 1 comprend quatre cylindres.

Pour la suite de la description, on appellera poste, l'ensemble des organes liés à un cylindre. Par exemple, le poste n°l comprendra notamment le cylindre n°l, le piston n°l, un maneton, la bielle, la soupape d'admission et la soupape d'échappement relatifs au cylindre n°l et au piston n°1. Ainsi, un moteur à quatre cylindres comprend quatre postes, numérotés successivement de 1 à 4. Dans chaque cylindre 2, repéré 2-1, 2-2, 2-3, 2-4 sur la figure 1 coulisse un piston 3, repéré 3-1, 3-2, 3-3, 3-4 sur la figure 1. Un cylindre 2 et le piston 3 correspondant délimitent un volume appelé chambre de combustion 4, repérée 4-1, 4-2, 4-3, 4-4 sur la figure 1 dans lequel la combustion du carburant a lieu. Une chambre de combustion 4 est reliée au circuit d'admission de l'air frais par une soupape dite d'admission 5, repérée 5-1, 5-2, 5-3, 5-4 sur la figure 1 et au circuit d'échappement des gaz de combustion par une soupape d'échappement, non représentée sur la figure 1.

Le carburant est soit mélangé à l'air frais en amont de la chambre de combustion 4, soit injecté directement dans la chambre de combustion 4 par l'intermédiaire d'un injecteur non représenté. La combustion du mélange air et carburant peut être déclenchée par la simple compression du mélange ou par une étincelle produite par un dispositif d'allumage de type bougie, non représenté sur la figure 1. Chaque cycle de combustion comprend une étape d'admission du carburant, suivie d'une étape de compression, à l'issue de laquelle on déclenche une combustion, suivie d'une étape de détente et d'une étape d'échappement des gaz issus de la combustion. D'une manière générale, les soupapes d'admission et les soupapes d'échappement sont mises en mouvement par l'action de cames, supportées par un arbre à cames. Le mouvement peut être transmis directement ou par l'intermédiaire d'une tige de culbuteur. L'arbre à cames est relié à l'arbre de sortie du moteur par l'intermédiaire d'un système de poulies de distribution dont le ratio est calculé de façon à synchroniser les phases d'admission, d'échappement et de montées et descentes des pistons.

On rappelle qu'une came, en tournant, génère un mouvement vertical de la soupape qui lui est associée. En effet, une soupape est généralement maintenue en position haute par un système de rappel, par exemple un ressort, la soupape fermant alors l'office lui correspondant. Lorsque la came tourne autour de l'arbre à cames, elle applique plus ou moins de force sur la soupape. Si la force appliquée est supérieure à la force de rappel, la soupape reste ouverte. Ainsi, en contrôlant la forme de la came, la vitesse de rotation de la came et la force de rappel de la soupape, on peut commander la durée d'ouverture, la vitesse d'ouverture et l'instant d'ouverture de la soupape. Plusieurs configurations de cames et d'arbres à cames sont possibles, et connues de l'homme du métier. On peut citer par exemple, la configuration à soupapes latérales ou la configuration d'arbre à cames en tête et ses variantes. Par souci de lisibilité, un moteur à combustion interne de type double arbre à cames en tête est représenté sur la figures 1 à 10. L'arbre à cames d'admission 7 est entraîné par une poulie d'admission 8 reliée à une poulie secondaire 9 par une courroie d'entraînement 10, la poulie secondaire 9 étant solidaire de l'arbre de sortie 11 du moteur 1. La courroie d'entraînement 10 peut être de plusieurs types, notamment de type chaîne. De même, d'autres dispositifs de distribution peuvent être utilisés à la place de l'ensemble comprenant la poulie d'admission 8, la poulie secondaire 9 et la courroie d'entraînement 10, afin de relier l'arbre à cames d'admission 7 avec l'arbre de sortie 11. L'arbre de sortie 11 est relié à un vilebrequin comprenant des manetons (12-1 à 12-4), chacun des manetons étant relié à un piston (3-1 à 3-4) par l'intermédiaire d'une bielle (13-1 à 13-4). Les pistons subissent un mouvement linéaire sous l'effet de la combustion. Ce mouvement linéaire est transformé en mouvement de rotation de l'arbre de sortie 11 par l'intermédiaire de l'action conjointe des manetons (12-1 à 12-4) et des bielles (13-1 à 13-4). Le mouvement de rotation est alors transmis aux arbres à cames par l'intermédiaire du système de poulies (8, 9, 10). Afin de réduire la consommation de carburant, on peut déconnecter une partie des cylindres. I1 est proposé dans le cadre de la présente invention appliquée à un moteur à combustion interne à quatre temps, de déconnecter alternativement les postes 1 et 4, puis les postes 2 et 3. Chaque cylindre voit ainsi successivement un cycle avec combustion et un cycle sans combustion. L'intérêt d'une déconnexion alternée est d'obtenir une homogénéité de fonctionnement des quatre postes. L'état de la chambre de combustion sera alors semblable pour les quatre postes, permettant une transition douce vers un fonctionnement à quatre cylindres. Une déconnexion alternée des postes 1 et 2, puis des postes 3 et 4 poserait un problème d'acyclisme nettement plus important que lors d'une déconnexion alternée des postes 1 et 4 puis des postes 2 et 3. La transition vers un fonctionnement à quatre cylindres serait alors plus abrupte à cause du régime transitoire nécessaire pour resynchroniser les quatre cylindres. La figure 1 illustre schématiquement un moteur à combustion interne apte à fonctionner avec une déconnexion alternée des cylindres. Plus précisément, la figure 1 illustre un tel moteur dans une configuration de fonctionnement à quatre cylindres. En règle générale, les poulies sont choisies de façon que la vitesse de rotation des arbres à cames soit égale à la moitié de la vitesse de rotation de l'arbre de sortie 11. Ici, les poulies sont choisies de façon que la vitesse de rotation des arbres à cames soit égale au quart de la vitesse de rotation de l'arbre de sortie 11. L'arbre de sortie 11 décrit sur la figure 1 comprend un vilebrequin dont la géométrie est déterminée de façon que les postes 1 et 4 soit synchronisés, les postes 2 et 3 étant également synchronisés entre eux et déphasés par rapport aux postes 1 et 4. Bien que représentant une configuration optimale, d'autres configurations d'arbres de sortie sont dans le champ d'application de cette invention. Par exemple, les postes 1 et 3 pourraient être synchronisés, les postes 2 et 4 étant également synchronisés mais déphasés par rapport aux postes 1 et 3. L'arbre 7 à cames d'admission porte deux fois plus de cames qu'usuellement, deux cames étant présentes par cylindre. Une telle configuration est répercutée sur l'arbre à cames d'échappement 17 tel que décrit ultérieurement sur la figure 2. De plus, les cames de l'arbre 7 à cames d'admission sont de deux types différents. Un premier type de cames est destiné au fonctionnement à quatre cylindres du moteur à combustion interne 1, et est référencée 15. Un deuxième type de cames est destiné au fonctionnement à deux cylindres alternés des postes 1 et 4 du moteur à combustion interne 1, et est référencée 14-1 et 14-4 respectivement. Un troisième type de cames est destiné au fonctionnement à deux cylindres alternés des postes 2 et 3 du moteur à combustion interne 1, et est référencée 14-2 et 14-3 respectivement. Le moteur à combustion interne 1 illustré sur la figure 1 se distingue également d'un moteur à combustion interne classique par la présence d'un actionneur 16, apte à déplacer l'arbre 7 à cames d'admission de façon que l'on puisse choisir le type de cames en vis-à-vis avec les soupapes d'admission 5. Une première configuration correspond à utiliser les cames d'admission d'un premier type (15-1 à 15-4). Une deuxième configuration correspond à utiliser les cames d'admission d'un deuxième type (14-1 et 14-4) et les cames d'admission d'un troisième type (14-2 et 14-3). Ainsi, selon le type de cames positionné en regard des soupapes, le moteur à combustion interne fonctionnera en mode à deux cylindres alternés, ou en mode à quatre cylindres. L'arbre à cames d'échappement 17 comprend également deux configurations ainsi qu'un actionneur permettant de passer d'une configuration à l'autre.

La figure 2 illustre une vue schématique de dessus du moteur à combustion interne 1. On peut voir les cylindres 4, les soupapes d'admission 5, les soupapes d'échappement 22, l'arbre à cames d'admission 7 relié à la poulie d'admission 8 et l'arbre à cames d'échappement 17 relié à la poulie d'échappement 18.

Concernant le poste 1, on peut voir le cylindre 4-1, la soupape d'admission 5-1 et la soupape d'échappement 22-1. Concernent également le poste 1, la came d'admission d'un premier type 15-1, la came d'admission d'un deuxième type 14-1, la came d'échappement d'un premier type 19-1 et la came d'échappement d'un deuxième type 20-1. Une première paire de cames d'admission comprenant une came d'admission du premier type 15-1 et une came d'admission du deuxième type 14-1 est destinée à actionner une soupape d'admission 5-1 du poste 1. Une première paire de cames d'échappement comprenant une came d'échappement du premier type 19-1 et une came d'échappement du deuxième type 20-1 est destinée à actionner une soupape d'échappement 22-1 du poste 1. Le poste 4 est pourvu d'éléments semblables aux éléments du poste 1. Concernant le poste 2, on peut voir le cylindre 4-2, la soupape d'admission 5-2 et la soupape d'échappement 22-2. Une deuxième paire de cames d'admission comprenant une came d'admission du premier type 15-2 et une came d'admission du troisième type 14-2 est destinée à actionner une soupape d'admission 5-2 du poste 2. Une deuxième paire de cames d'échappement comprenant une came d'échappement du premier type 19-2 et une came d'échappement du troisième type 20-2 est destinée à actionner une soupape d'échappement 22-2 du poste 2. Le poste 3 est pourvu d'éléments semblables aux éléments du poste 2. L'arbre à cames d'admission 7 est relié à la poulie d'admission 8 et porte les cames d'admission d'un premier type (15-1 à 15-4), les cames d'admission d'un deuxième type (14-1 et 14-4) et les cames d'admission d'un troisième type (14-2 et 14-3). De manière similaire, l'arbre à cames d'échappement 17 est relié à la poulie d'échappement 18 et porte les cames d'échappement d'un premier type (19-1 à 19-4), les cames d'échappement d'un deuxième type (20-1 et 20-4) et les cames d'échappement d'un troisième type (20-2 et 20-3). Un premier actionneur 16 est apte à déplacer l'arbre à cames 7 d'admission selon l'axe dudit arbre, de façon que les cames d'admission en regard des soupapes d'admission 5 des postes 1 à 4 subissent une translation latérale. La translation latérale engendrée par l'actionneur 16 permet de choisir la came active parmi les cames comprises dans la paire de cames relatives à chaque soupape d'admission 5 de chaque poste.

De même, un deuxième actionneur 21 est apte à déplacer l'arbre à cames 17 d'échappement. La translation latérale engendrée par le deuxième actionneur 21 permet de choisir la came active parmi les cames comprises dans la paire de cames relatives à chaque soupape d'échappement 22 de chaque poste.

Un plan de coupe IV de la figure 2 renvoie à la figure 4. De même, un plan de coupe V renvoie à la figure 5. La figure 3 illustre une vue en coupe du maneton 12-1 du vilebrequin. On peut voir un arbre de sortie 11 reliant le maneton 12-1 à la poulie secondaire 9, ainsi qu'un axe 26-1 liant le maneton 12-1 à la bielle 13-1 correspondante. Lors du fonctionnement du moteur à combustion interne, le maneton 12-1 et l'axe 26-1 sont soumis à un mouvement de rotation de l'arbre de sortie 11. Les cames d'admission et d'échappement sont animées d'une rotation synchronisée avec la rotation du vilebrequin. Afin de simplifier la description des différents mouvements de rotation ainsi que des différentes synchronisations, les conventions de sens de rotation et de nomenclature des axes précédemment décrites sont reprises.

Ainsi quatre positions du maneton 12-1 sont repérées par les valeurs 0°, 90°, 180° et 270°. Lors du fonctionnement du moteur à combustion interne, la position repérée par la valeur 0° est remplacée successivement par les positions 90°, 180° et 270° avant de revenir à la position 0°.

La figure 4 illustre une vue en coupe de la came d'admission 15-1 d'un premier type du poste 1. La came d'admission 15-1 d'un premier type du poste 1 est reliée au maneton 12-1 par l'intermédiaire de l'arbre d'admission 7, de la poulie d'admission 8, d'une courroie 10, de la poulie d'arbre de sortie 9 et de l'arbre de sortie 11. Ainsi, lorsque le maneton 12-1 est soumis à un mouvement de rotation, un mouvement similaire est transmis à la came d'admission 15-1. Afin de repérer les différentes positions prises par la came d'admission 15-1 du premier type, un axe vertical (0°-720°), un axe horizontal (1080°-360°) et un premier axe oblique (180°-900°) et un deuxième axe oblique (1260°-540°) ont été représentés sur la vue en coupe. L'axe vertical passe par l'arbre d'admission 7 et est compris dans le plan de coupe de la came d'admission 15-1 du premier type.

L'axe horizontal est également compris dans le plan de coupe de la came d'admission 15-1 du premier type et passe par l'arbre d'admission 7. L'axe horizontal est perpendiculaire à l'axe vertical. Chaque axe oblique forme un angle de 45° avec l'axe vertical et l'axe horizontal. Le premier axe oblique est perpendiculaire avec le deuxième axe oblique. Les deux axes obliques sont contenus dans le plan de coupe de la came d'admission 15-1 du premier type, et passent tous les deux par l'arbre d'admission 7. Afin de comparer les positions de la came d'admission 15-1 du premier type, du maneton 12-1 et des autres cames d'admission et d'échappement décrites ultérieurement, chaque moitié des axes précédemment décrits porte un repère correspondant à une des huit positions repérées par des valeurs comprises entre 0° et 1260°, séparées en succession par un incrément de 180°. Le sens d'attribution des positions sur les axes est le même que pour le maneton 12-1, si le maneton 12-1 et l'arbre à cames d'admission 7 tournent dans le même sens. Les axes et les positions sont liés à la came d'admission 15-1 du premier type. Lorsque la came d'admission 15-1 du premier type tourne, les repères tournent également de sorte qu'ils restent relativement inchangés par rapport à la came d'admission 15-1 du premier type. Lorsque le maneton 12-1 précédemment décrit se trouve dans une des positions 0°, 90°, 180° ou 270°, la came d'admission 15-1 du premier type tourne également. La position de la came d'admission 15-1 portant la même référence que la nouvelle position du maneton 12-1 se trouve en position verticale haute. Lorsque le maneton 12-1 a réalisé un tour, et est revenu dans la position 0°, la came d'admission 15-1 du premier type se trouve dans la position 360°. Lorsque le maneton 12-1 réalise un tour supplémentaire, la came d'admission 15-1 du premier type se trouve dans la position 720°. On voit ainsi que lorsque le maneton 12-1 tourne de 180°, la came d'admission 15-1 du premier type tourne de 45°. Le maneton 12-1 tourne ainsi quatre fois plus vite que les cames d'admission. Le premier type 15-1 de cames d'admission comprend un excentrique 23 muni d'un premier doigt 52 et d'un deuxième doigt 53. Le premier doigt 52 est situé entre les repères 0° et 180° de la came correspondants aux positions à 0° et à 180° du maneton. Le deuxième doigt 53 est situé entre les repères 720° et 900°. La figure 5 illustre une vue en coupe d'une came d'échappement 19-1 d'un premier type. La came d'échappement 19-1 d'un premier type comprend un excentrique 23 muni d'un premier doigt 25 et d'un deuxième doigt 54.

Le premier doigt 25 est situé entre les repères 1260° et 0° de la came. Le deuxième doigt 54 est situé entre les repères 540° et 720°. La figure 6 illustre schématiquement un moteur à combustion interne apte à fonctionner avec une déconnexion alternée des cylindres. Plus précisément, la figure 6 illustre un tel moteur dans une configuration de fonctionnement à deux cylindres alternés. La figure 6 diffère de la figure 1 en ce que les cames 14-1 et 14-4 d'un second type sont en vis-à-vis des soupapes d'admission 5-1 et 5-4. Les cames 14-2 et 14-3 d'un troisième type sont quant à elles en vis-à-vis des soupapes d'admission 5-2 et 5-3. La figure 7 illustre une vue schématique de dessus du moteur à combustion interne 1 dans une configuration de fonctionnement à deux cylindres alternés correspondant à la configuration illustrée sur la figure 6.

La figure 7 diffère de la figure 2 en ce que les cames 14-1 et 14-4 d'un second type sont en vis-à-vis des soupapes d'admission 5-1 et 5-4. Les cames 14-2 et 14-3 d'un troisième type sont quant à elles en vis-à-vis des soupapes d'admission 5-2 et 5-3. De même, les cames 20-1 et 20-4 d'un second type sont en vis-à-vis des soupapes d'échappement 22-1 et 22-4, les cames 20-2 et 20-3 d'un troisième type étant quant à elles en vis-à-vis des soupapes d'échappement 22-2 et 22-3. Un plan de coupe IX de la figure 7 passant par la came 14-1 perpendiculairement à l'arbre à cames 7 d'admission renvoie à la figure 9. Un plan de coupe X de la figure 7 passant par la came 20-1 perpendiculairement à l'arbre à cames 17 d'échappement renvoie à la figure 10. Un plan de coupe XI de la figure 7 passant par la came 14-2 perpendiculairement à l'arbre à cames 7 d'admission renvoie à la figure 11. Un plan de coupe XII de la figure 7 passant par la came 20-2 perpendiculairement à l'arbre à cames 17 d'échappement renvoie à la figure 12.

La figure 8 rappelle la vue en coupe du maneton 12 précédemment explicitée. Afin de repérer les différentes positions prises par la came d'admission du deuxième type 14, un axe vertical, un axe horizontal et deux axes obliques ont été représentés sur la vue en coupe. L'axe vertical passe par l'arbre d'admission 7 et est compris dans le plan de coupe de la came d'admission 14-1 du deuxième type. L'axe horizontal est également compris dans le plan de coupe de la came d'admission 14-1 du deuxième type et passe par l'arbre d'admission 7. L'axe horizontal est perpendiculaire à l'axe vertical. Chaque axe oblique forme un angle de 45° avec l'axe vertical et l'axe horizontal. Le premier axe oblique est perpendiculaire avec le deuxième axe oblique. Les deux axes obliques sont contenus dans le plan de coupe de la came d'admission 14-1 du deuxième type, et passent tous les deux par l'arbre d'admission 7. Afin de comparer les positions de la came d'admission 14-1 du deuxième type, du maneton 12-1 et des autres cames d'admission et d'échappement décrites ultérieurement, chaque moitié des axes précédemment décrits porte un repère correspondant à une des huit positions repérées par des valeurs comprises entre 0° et 1260°, séparées en succession par un incrément de 180°. Le sens d'attribution des positions sur les axes est le même que pour le maneton 12-1, si le maneton 12-1 et l'arbre à cames d'admission 7 tournent dans le même sens.

La figure 9 illustre une vue en coupe de la came d'admission 14-1 d'un deuxième type du poste 1. La came d'admission 14-1 d'un deuxième type comprend un deuxième excentrique 27, un premier doigt 28 et un deuxième doigt 29. Le premier doigt 28 est situé entre les repères 0° et 180° de l'arbre à cames correspondants aux positions à 0° et à 180° du maneton. Le deuxième doigt 29 est situé entre les repères 720° et 1080°. Le premier doigt 28 correspond à la phase d'admission du cycle conventionnel. Le deuxième doigt 29 correspond à la phase d'admission du cycle déconnecté. Le deuxième doigt 29 présente une forme de symétrie axiale dont l'extrémité est un méplat. La figure 10 illustre une vue en coupe d'une came d'échappement 20-1 d'un deuxième type.

La came d'échappement 20-1 d'un deuxième type comprend un excentrique 27 sur lequel sont fixés un premier doigt 31 et un deuxième doigt 30. Le premier doigt 31 est positionné entre les repères 540° et 720°. Le deuxième doigt 30 est positionné entre les repères 1080° et 0°. Le deuxième doigt 30 présente une forme de symétrie axiale dont l'extrémité est un méplat. Comme on peut le voir sur les figures 9 et 10, les cames utilisées lors d'un fonctionnement à deux cylindres alternés différent des cames utilisées lors d'un fonctionnement à quatre cylindres par la géométrie de leur deuxième doigt.

Dans un fonctionnement à quatre cylindres, le deuxième doigt présente une géométrie similaire à la géométrie du premier doigt. Lors du fonctionnement, la levée des soupapes est donc la même tout au long des cycles. Dans un fonctionnement à deux cylindres alternés, le deuxième doigt présente une géométrie différente de la géométrie du premier doigt. Le deuxième doigt occupe deux fois la circonférence occupée par le premier doigt, et présente un structure de symétrie axiale terminée par un méplat. Ce deuxième doigt est utilisé pour les cycles dits déconnectés. Sa géométrie permet une ouverture plus longue, le méplat permettant de maintenir une levée maximale des soupapes pendant une durée plus importante qu'avec un premier doigt. La description des différences entres les deuxièmes doigts des premier et deuxième types de cames est valable tant pour les cames d'admission que les cames d'échappement. Ces différences sont également présentes entre les cames du premier et du troisième type, d'admission ou d'échappement, décrites ultérieurement en référence aux figures 11 et 12. La figure 11 illustre une vue en coupe d'une came d'admission d'un troisième type 14-2 du poste 2.

La came d'admission d'un troisième type 14-2 est reliée au maneton 12-2 par l'intermédiaire de l'arbre d'admission 7, de la poulie d'admission 8, d'une courroie, de la poulie d'arbre de sortie 11. Ainsi, lorsque le maneton 12-2 est soumis à un mouvement de rotation, un mouvement similaire est transmis à la came d'admission d'un troisième type 14-2. Afin de repérer les différentes positions prises par la came d'admission 14-2 du troisième type, un axe vertical, un axe horizontal et deux axes obliques ont été représentés sur la vue en coupe.

L'axe vertical passe par l'arbre d'admission 7 et est compris dans le plan de coupe de la came d'admission du troisième type 14'. L'axe horizontal est également compris dans le plan de coupe de la came d'admission 14-2 du troisième type et passe par l'arbre d'admission 7. L'axe horizontal est perpendiculaire à l'axe vertical.

Chaque axe oblique forme un angle de 45° avec l'axe vertical et l'axe horizontal. Le premier axe oblique est perpendiculaire avec le deuxième axe oblique. Les deux axes obliques sont contenus dans le plan de coupe de la came d'admission 14-2 du troisième type, et passent tous les deux par l'arbre d'admission 7.

Afin de comparer les positions de la came d'admission 14-2 du troisième type, du maneton 12-2 et des autres cames d'admission et d'échappement décrites ultérieurement, chaque moitié des axes précédemment décrits porte un repère correspondant à une des huit positions repérées par des valeurs comprises entre 0° et 1260°, séparées en succession par un incrément de 180°. Le sens d'attribution des positions sur les axes est le même que pour le maneton 12-2, si le maneton 12-2 et l'arbre à cames d'admission 7 tournent dans le même sens. La came d'admission 14-2 du troisième type comprend un excentrique 32, un premier doigt 33 et un deuxième doigt 34. Le premier doigt 33 est situé entre les repères 720° et 900° de l'arbre à cames. Le dixième doigt 34 est situé entre les repères 0° et 360°. Le deuxième doigt 34 présente une forme de symétrie axiale dont l'extrémité est un méplat.

La figure 12 illustre une vue en coupe de la came d'échappement 20-2 du troisième type du poste 2. La came d'échappement 20-2 du troisième type comprend un excentrique 32, un premier doigt 36 et un deuxième doigt 37. Le premier doigt 36 est positionné entre les repères 1260° et 0°. Le deuxième doigt 37 est positionné entre les repères 360° et 720°. Le deuxième doigt 37 présente une forme de symétrie axiale dont l'extrémité est un méplat. La figure 13 illustre la levée des soupapes d'admission et d'échappement en fonction de l'angle du maneton pour les postes 1 et 4 d'un moteur à combustion interne fonctionnant en mode quatre cylindres conformément à l'invention et tel qu'illustré par les figures 3 à 5. Sur la figure 13, et sur les figures suivantes illustrant des levées de soupapes d'admission et d'échappement, la courbe en trait plein illustre l'amplitude de la levée des soupapes d'admission tandis que la courbe en trait discontinu illustre l'amplitude de la levée des soupapes d'échappement. Horizontalement, on peut voir deux cycles conventionnels, s'étendant sur quatre rotations complètes du maneton (une rotation étant égale à 360°). Chaque cycle comprend quatre phases. La première phase est une phase d'admission, notée A, suivie d'une phase de compression notée C. La troisième phase est une phase de combustion et de détente, notée CD suivie d'une phase d'échappement notée E.

L'allumage a lieu entre la deuxième phase et la troisième phase, et est symbolisé par un éclair. Comme on peut le voir sur le graphe, deux cycles conventionnels ont lieu pour quatre rotations complètes du maneton, une rotation complète correspondant à 360°.

L'admission a lieu dans le premier quart du cycle conventionnel, et l'échappement dans le dernier quart du cycle conventionnel. Les ouvertures des soupapes d'admission et d'échappement sont donc décalées de 540°. Un allumage a lieu au milieu de chaque cycle conventionnel.

Lors d'un fonctionnement à deux cylindres alternés, un cycle conventionnel est suivi d'un cycle déconnecté. La figure 14 illustre une telle succession de cycles pour les postes 1 et 4. La figure 15, décrite ultérieurement, illustre la succession de cycles pour les postes 2 et 3. La figure 14 illustre la levée des soupapes d'admission et d'échappement en fonction de l'angle du maneton pour les postes 1 et 4 lors du fonctionnement à deux cylindres alternés tel qu'illustré précédemment par les figures 8 à 10. Comme on peut le voir sur le graphe, un cycle conventionnel a lieu durant deux rotations complètes du maneton et chaque quatre rotations du maneton. Le cycle conventionnel est suivi par un cycle déconnecté durant également deux rotations complètes du maneton. Lors du cycle conventionnel, l'admission a lieu dans le premier quart du cycle, et l'échappement dans le dernier quart du cycle. Les ouvertures des soupapes d'admission et d'échappement sont donc décalées de 540°. Un allumage a lieu au milieu du cycle conventionnel. Lors du cycle déconnecté, la soupape d'admission est ouverte lors de la première moitié du cycle, la soupape d'échappement est ouverte lors de la seconde moitié du cycle. Aucun allumage n'a lieu au milieu du cycle déconnecté, à la différence du cycle conventionnel. La figure 15 illustre la levée des soupapes d'admission et d'échappement en fonction de l'angle du maneton pour les postes 2 et 3, lors du fonctionnement à deux cylindres alternés tel qu'illustré précédemment par les figures 11 et 12. Le profil de levée des soupapes d'admission et d'échappement des postes 2 et 3 est en retard de phase par rapport au profil des postes 1 et 4. Lors des deux premières rotations du maneton, les postes 2 et 3 sont soumis à un cycle déconnecté. Lors des deux rotations suivantes du maneton, les postes 2 et 3 sont soumis à un cycle conventionnel. Cela est cohérent avec les profils des cames d'admission et d'échappement utilisées lors d'un fonctionnement à deux cylindres alternés décrites sur les figures 11 et 12.

L'admission et l'échappement lors des cycles déconnectés et des cycles conventionnels sont similaires à ceux décrits précédemment et illustrés par la figure 14. La figure 16 illustre le procédé de commande de la déconnexion de certains cylindres d'un moteur à combustion interne. Le procédé débute à l'étape 40 par la détermination du mode de fonctionnement actif. Parallèlement, on détermine le mode de fonctionnement requis à l'étape 41. La détermination peut être réalisée en fonction de données reçues de capteurs, ou être réalisé dans un organe. Par mode de fonctionnement actif, on entend le mode de fonctionnement à quatre cylindres, ou le mode de fonctionnement à deux cylindres alternés. A l'étape 42, le mode de fonctionnement actif est comparé au mode de fonctionnement requis. Si la comparaison est vérifiée, c'est-à- dire que le mode de fonctionnement actif et le mode de fonctionnement requis sont identiques, le procédé se poursuit à l'étape 44. Si le mode de fonctionnement actif et le mode de fonctionnement requis sont différents, le procédé se poursuit à l'étape 43 au cours de laquelle on déclenche la mise en mouvement des actionneurs. Le procédé se poursuit alors à l'étape 44. Le procédé se termine à l'étape 44 au cours de laquelle on transmet le mode de fonctionnement activé aux différents dispositifs ou procédés de commande du moteur à combustion interne afin qu'ils modifient leurs fonctionnements pour correspondre au mode de fonctionnement activé. Comme exemples, on peut citer le dispositif de commande de l'injection ou le procédé de commande de l'allumage. A l'issue de l'étape 44, le procédé de commande de la déconnexion de cylindres d'un moteur à combustion interne peut s'arrêter, passer dans une phase de surveillance ou attendre de nouveaux paramètres au niveau de l'étape 41. Dans le cas d'une phase de surveillance, le procédé est réactivé lors d'un changement de paramètre au niveau de l'étape 40 ou de l'étape 41. Selon un autre mode de réalisation, le procédé de commande ne comprend pas d'étape 41, une requête de mode étant directement reçue à l'étape 42, en provenance d'un procédé ou dispositif extérieur. Le procédé s'exécute de la même manière que le procédé précédemment décrit. Le procédé et le dispositif de commande de la déconnexion de cylindres d'un moteur à combustion interne permettent le passage d'un mode de fonctionnement à quatre cylindres à un mode de fonctionnement à deux cylindres alternés. Le passage inverse, d'un mode de fonctionnement à deux cylindres alternés à un mode de fonctionnement à quatre cylindres est également pris en charge. Le dispositif de commande peut être aisément adapté aux moteurs à combustion interne existant sans demander de modifications substantielles desdits moteurs. Bien que décrit dans le cadre d'un moteur à combustion interne à double arbre à cames en tête, le procédé et le dispositif de commande peuvent être adaptés à d'autres configurations de moteurs à combustion interne. On peut notamment évoquer les moteurs à combustion interne à simple arbre à cames en tête dans lesquels toutes les cames d'admission et d'échappement sont situées sur le même arbre. De même, le procédé de commande peut être étendu aux configurations sans cames dites camless dans lesquelles ledit procédé se résume à une modification de la séquence d'activation des cylindres de façon qu'elle reprenne l'alternance de cycles conventionnels et de cycles déconnectés décrit précédemment. Le procédé et dispositif de commande peuvent également être appliqués à des moteurs à allumage commandé, et à des moteurs à allumage par compression, suralimentés ou non.

Claims (12)

1. REVENDICATIONS1. Moteur à combustion interne comprenant un arbre de sortie (11) apte à transmettre la puissance motrice générée, et au moins quatre cylindres (2-1,
2. 2-2, 2-3, 2-4) équipé chacun d'au moins une soupape (5-1, 5-2, 5-3, 5-4) et un piston (3-1,
3. 3-2, 3-3, 3-4) relié à l'arbre de sortie (11), ledit moteur à combustion interne comprenant au moins un arbre (7) à cames muni d'au moins quatre cames, capable chacune d'actionner au moins l'une des dites soupapes (5-1, 5-2, 5-3, 5-4) de l'un des cylindres (2-1, 2-2, 2-3, 2-4), caractérisé par le fait que lesdites cames comprennent des cames de trois types différents, aptes chacune à actionner une soupape du moteur à combustion interne, et au moins un actionneur (16) apte à générer un déplacement d'au moins l'un des arbres (7) à cames pour positionner uniquement les cames de l'un des types en position d'actionnement des soupapes. 2. Moteur à combustion interne selon la revendication 1 comprenant un ensemble de distribution (8, 9, 10) reliant l'arbre de sortie (11) à au moins un arbre (7) à cames, caractérisé par le fait que ledit arbre (7) à cames présente une vitesse de rotation égale au quart de la vitesse de rotation de l'arbre de sortie (11). 3. Moteur à combustion interne selon l'une des revendications précédentes, dans lequel des cames de trois types différents sont capables d'actionner les soupapes d'admission du moteur à combustion interne.
4. 4. Moteur à combustion interne selon l'une des revendications précédentes, dans lequel des cames de trois types différents sont capables d'actionner les soupapes d'échappement du moteur à combustion interne.
5. 5. Moteur à combustion interne selon l'une des revendications précédentes, dans lequel les cames d'un premier type comprennent un excentrique, un premier doigt s'étendant sur un huitième de la périphérie dudit excentrique et un deuxième doigt s'étendant sur un quart de la périphérie dudit excentrique, le premier doigt et ledeuxième doigt étant séparés par une distance d'un quart de la périphérie dudit excentrique.
6. 6. Moteur à combustion interne selon l'une des revendications précédentes, dans lequel les cames d'un deuxième type comprennent un excentrique, un premier doigt s'étendant sur un huitième de la périphérie dudit excentrique et un deuxième doigt s'étendant sur un huitième de la périphérie dudit excentrique, le premier doigt et le deuxième doigt étant diamétralement opposés.
7. 7. Moteur à combustion interne selon l'une des revendications précédentes, dans lequel les cames d'un troisième type comprennent un excentrique, un premier doigt s'étendant sur un huitième de la périphérie dudit excentrique et un deuxième doigt s'étendant sur un quart de la périphérie dudit excentrique, le premier doigt et le deuxième doigt étant séparés par une distance d'un quart de la périphérie dudit excentrique.
8. 8. Procédé de commande d'un moteur à combustion interne comprenant au moins quatre cylindres comportant chacun un piston et au moins une soupape, actionnée par une came d'au moins un arbre à cames, caractérisé par le fait qu'on fait passer le moteur à combustion interne d'un mode de fonctionnement à quatre cylindres à un mode de fonctionnement à deux cylindres alternés, en déplaçant au moins un arbre à cames de façon que le type de came situé en vis-à-vis de la soupape dudit cylindre soit modifié.
9. 9. Procédé de commande selon la revendication 8, dans lequel on fait fonctionner le moteur à combustion interne selon un mode de fonctionnement à quatre cylindres en réalisant pour chaque cylindre une succession de cycles conventionnels.
10. 10. Procédé de commande selon la revendication 8, dans lequel on fait fonctionner le moteur à combustion interne selon un mode de fonctionnement à deux cylindres alternés en réalisant pour chaque cylindre une alternance de cycles conventionnels et de cycles déconnectés.
11. 11. Procédé de commande selon l'une des revendications 9 ou 10, dans lequel on fait fonctionner un cylindre du moteur à combustioninterne selon un cycle déconnecté en positionnant de façon alternée des cames du premier et du troisième type.
12. 12. Procédé de commande selon l'une des revendications 11, dans lequel on fait fonctionner un cylindre du moteur à combustion interne selon un cycle conventionnel en positionnant en face des soupapes des cames du deuxième type.