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FR2849898A1 - Procede de commande de moteur a combustion interne et moteur a combustion interne - Google Patents

Procede de commande de moteur a combustion interne et moteur a combustion interne Download PDF

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Abstract

Procédé de commande de moteur à combustion interne à injection directe à allumage commandé, dans lequel le carburant est injecté en au moins deux injections distinctes, une première injection dans une plage comprise entre 95° et 45° vilebrequin avant le point mort haut, une deuxième injection dans une plage comprise entre 70° et 25° vilebrequin avant le point mort haut et un allumage se produit entre 55° et 15° vilebrequin avant le point mort haut.

Description

Procédé de commande de moteur à combustion interne et moteur à combustion
interne.
La présente invention concerne le domaine des moteurs à combustion interne et plus particulièrement de leur commande. En effet, une commande adéquate d'un moteur à combustion interne permet une réduction de la consommation de carburant.
Le document EP-A-1 108 877 décrit un procédé de double 10 injection dans le but de diminuer les émissions polluantes et la consommation de carburant. Les injections peuvent être commandées dans la phase d'admission, de compression ou encore de détente. Il est décrit un système d'injection à faible consommation d'énergie électrique et un système d'aiguille d'injection.
Les moteurs à essence à inj ection directe et plus particulièrement ceux à stratification par le jet, sont aujourd'hui considérés comme ayant un potentiel important de diminution de leur consommation. Cependant, la stratification demande un contrôle fin de la richesse locale au niveau de la bougie et une forte énergie 20 d'allumage. Ceci est encore plus marqué dans le cas d'une stratification par le jet. La demanderesse s'est aperçu que la stabilité de fonctionnement du moteur est liée à la qualité du contrôle de la richesse locale au niveau de la bougie.
L'invention propose un procédé de commande amélioré pour un 25 fonctionnement stable du moteur.
L'invention permet d'éviter que l'allumage n'ait lieu dans une zone trop riche en carburant.
L'invention propose un procédé de commande offrant une grande latitude de réglage du moteur.
Selon un aspect de l'invention, le procédé de commande de moteur à combustion interne à injection directe à l'image commandée comprend deux injections distinctes de carburant, une première injection dans une plage comprise entre 950 et 450 vilebrequin avant le point mort haut, une deuxième injection dans une plage comprise entre 700 et 250 vilebrequin avant le point mort haut, et un allumage dans une plage comprise entre 550 et 150 vilebrequin avant le point mort haut. Le fractionnement de la quantité de carburant vue par la bougie 5 permet d'éviter que l'étincelle ne soit produite dans une zone trop riche en carburant. Les combustions sont ainsi plus stables et la latitude de réglage du moteur plus grande. On peut utiliser ainsi pleinement la zone de fonctionnement en stratifié tout en réduisant l'énergie nécessaire à l'allumage, car localement les conditions se 10 rapprochent d'une combustion homogène relativement proche de la stoechiométrie. En outre, les démarrages à froid s'en trouvent facilités. En entend par " injection stratifiée ", une injection dans laquelle la richesse locale du mélange dans la chambre de combustion n'est pas constante.
Dans un mode de réalisation de l'invention, l'allumage a lieu entre deux injections. La combustion du carburant injecté lors de la première injection peut provoquer la combustion du carburant injecté lors de la deuxième injection.
Dans un autre mode de réalisation de l'invention, l'allumage a 20 lieu pendant la deuxième injection.
Dans un autre mode de réalisation de l'invention, l'allumage a lieu après la deuxième injection.
Dans un mode de réalisation de l'invention, la durée d'une plage d'injection est comprise entre 50 et 150 vilebrequin, 25 préférablement entre 60 et 80 vilebrequin.
Dans un mode de réalisation de l'invention, le début de la première injection a lieu entre 950 et 550 vilebrequin avant le point mort haut, préférablement entre 900 et 600.
Dans un mode de réalisation de l'invention, la fin de la 30 première injection a lieu entre 900 et 450 vilebrequin avant le point mort haut, préférablement entre 820 et 53 .
Dans un mode de réalisation de l'invention, le début de la deuxième injection a lieu entre 700 et 350 vilebrequin avant le point mort haut, préférablement entre 500 et 400.
Dans un mode de réalisation de l'invention, la fin de la deuxième injection a lieu entre 600 et 250 vilebrequin avant le point mort haut, préférablement entre 500 et 300.
Dans un mode de réalisation de l'invention, le délai entre la fin 5 de la première injection et le début de la deuxième injection est compris entre 500 et 2 vilebrequin, préférablement entre 420 et 30.
Dans un mode de réalisation de l'invention, la combustion est stratifiée.
L'invention concerne également un moteur à combustion 10 interne à injection directe à allumage commandé, comprenant un moyen d'injection de carburant et un moyen d'allumage. Le moyen d'injection de carburant est actif dans une plage comprise entre 950 et 450 vilebrequin avant le point mort haut, et dans une plage comprise entre 700 et 250 vilebrequin avant le point mort haut et le moyen 15 d'allumage est actif entre 550 et 150 vilebrequin avant le point mort haut.
Le moteur peut être du type multi cylindres, en ligne, en Vé ou autre, et comprendre un système d'injection permettant une injection à pression élevée pendant des instants déterminés et un système 20 d'allumage du type à bougie.
Grâce à l'invention, on bénéficie d'une latitude de réglage du moteur plus grande. La robustesse à l'avance à l'allumage est améliorée d'environ 60 vilebrequin et la robustesse à l'avance à l'injection est améliorée d'environ 300 vilebrequin par rapport au 25 fonctionnement en monoinjection.
L'invention sera mieux comprise à l'étude de la description détaillée de quelques modes de réalisation pris à titre d'exemples nullement limitatifs et illustrés par les dessins annexés, sur lesquels: -la figure 1 est un diagramme montrant trois phasages 30 différents d'allumage et d'injection; -la figure 2 est un diagramme montrant six réglages différents de l'avance à l'allumage; et -la figure 3 est un diagramme montrant cinq réglages différents de l'avance à l'allumage.
Sur les figures, l'abscisse est l'angle vilebrequin avant le point mort haut et les cas sont échelonnés selon l'ordonnée. L'allumage est représenté par une étoile. L'injection est représentée par un segment entouré par deux losanges.
Dans le cas n0l de la figure 1, la première injection débute à 650 vilebrequin avant le point mort haut et se termine à 57 . La deuxième injection débute à 450 et se termine à 37 . L'allumage a lieu à 35 . L'allumage a donc lieu après les deux injections. Dans le cas n02, les périodes d'injection sont identiques au cas n0l et l'allumage a 10 lieu à 420 vilebrequin avant le point mort haut, pendant la deuxième injection. Dans le cas n03, les périodes d'injection sont identiques au cas n0l, mais l'allumage a lieu à 470 vilebrequin, c'est-à-dire peu avant la deuxième injection.
Comme on peut le voir sur la figure 2, dans le cas n01, la 15 première injection débute à 65 vilebrequin avant le point mort haut et se termine à 58 . La deuxième injection débute à 450 et se termine à 380. L'allumage a lieu à 26 . Dans le cas n02, l'injection a lieu entre 65 et 570, puis entre 45 et 370. L'allumage a lieu à 280. Dans le cas n03, les périodes d'injection sont identiques au cas n02 et l'allumage a 20 lieu à 30 . Dans le cas n64, les périodes d'injection sont identiques au cas n02 et l'allumage a lieu à 35 . Dans le cas n05, les injections ont lieu aux mêmes périodes qu'au cas n02 et l'allumage a lieu à 42 pendant la deuxième injection. Dans le cas n06, les périodes d'injection sont identiques au cas n02 et l'allumage a lieu à 470, peu 25 avant la deuxième injection.
Comme on peut le voir sur la figure 3, dans le cas n'1, les injections ont lieu entre 90 et 820, puis entre 40 et 32 et l'allumage a lieu à 310. Dans les cas 2 à 5, l'allumage a toujours lieu à 310. Dans le cas n02, les injections ont lieu entre 600 et 530, puis entre 50 et 430. 30 Dans le cas n03, les injections ont lieu entre 70 et 62 , puis entre 500 et 420. Dans le cas n04, les injections ont lieu entre 80 et 72 , puis entre 500 et 420. Dans le cas n05, les injections ont lieu entre 90 et 820, puis entre 500 et 42 .
D'après ces différents cas de fonctionnement, on comprend que le contrôle de la richesse est réalisé en injectant la quantité de carburant nécessaire pour assurer la charge moteur en plusieurs injections successives et rapprochées. Le phasage de l'allumage peut 5 se faire après la dernière injection, au cours d'une injection, ou entre deux injections successives. Dans ce dernier cas, la combustion du carburant injecté après l'allumage est initiée par la combustion du carburant ayant été injecté préalablement.
Ainsi, on obtient des combustions particulièrement stables et 10 une grande latitude de réglage du moteur. Le phasage de l'allumage par rapport à l'injection est plus libre et la robustesse de réglage du moteur s'en trouve améliorée. Le procédé permet d'utiliser pleinement la zone de fonctionnement en stratifié et permet également de réduire l'énergie nécessaire à l'initiation de la combustion. La puissance 15 électrique nécessaire à l'allumage sera proche de celle d'un moteur à combustion interne à injection indirecte.

Claims (12)

REVENDICATIONS
1-Procédé de commande de moteur à combustion interne à injection directe à allumage commandé, dans lequel le carburant est injecté en au moins deux injections distinctes, une première injection 5 dans une plage comprise entre 950 et 450 vilebrequin avant le point mort haut, une deuxième injection dans une plage comprise entre 700 et 25 vilebrequin avant le point mort haut et un allumage se produit entre 55 et 15 vilebrequin avant le point mort haut.
2-Procédé selon la revendication 1, dans lequel l'allumage a 10 lieu entre deux injections.
3-Procédé selon la revendication 2, dans lequel la combustion du carburant injecté lors de la première injection provoque la combustion du carburant injecté lors de la deuxième injection.
4-Procédé selon la revendication 1, dans lequel l'allumage a 15 lieu pendant la deuxième injection.
5-Procédé selon la revendication 1, dans lequel l'allumage a lieu après la deuxième injection.
6-Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la durée d'une plage d'injection est comprise 20 entre 50 et 15 vilebrequin, préférablement entre 6 et 8 vilebrequin.
7-Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le début de la première injection a lieu entre 950 et 550 vilebrequin avant le point mort haut, préférablement entre 900 et 600.
8-Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la fin de la première injection a lieu entre 900 et 450 vilebrequin avant le point mort haut, préférablement entre 820 et 530.
9-Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le début de la deuxième injection a lieu entre 700 et 350 vilebrequin avant le point mort haut, préférablement entre 500 et 400.
10-Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la fin de la deuxième injection a lieu entre 60 et 250 vilebrequin avant le point mort haut, préférablement entre 500 et 300.
ll-Procédé selon l'une quelconque des revendications 10 précédentes, dans lequel le délai entre la fin de la première injection et le début de la deuxième injection est compris entre 500 et 20 vilebrequin, préférablement entre 42 et 3 .
12-Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la combustion est stratifiée.
13-Moteur à combustion interne à injection directe à allumage commandé, comprenant un moyen d'injection de carburant et un moyen d'allumage, caractérisé par le fait que le moyen d'injection de carburant est actif dans une plage comprise entre 950 et 450 vilebrequin avant le point mort haut, et dans une plage comprise entre 20 700 et 250 vilebrequin avant le point mort haut et le moyen d'allumage est actif entre 550 et 15 vilebrequin avant le point mort haut.
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