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FR2838162A1 - Moteur a combustion interne a allumage par etincelle du type a injection dans le cylindre et procede de commande de celui-ci - Google Patents

Moteur a combustion interne a allumage par etincelle du type a injection dans le cylindre et procede de commande de celui-ci Download PDF

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FR2838162A1
FR2838162A1 FR0304320A FR0304320A FR2838162A1 FR 2838162 A1 FR2838162 A1 FR 2838162A1 FR 0304320 A FR0304320 A FR 0304320A FR 0304320 A FR0304320 A FR 0304320A FR 2838162 A1 FR2838162 A1 FR 2838162A1
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exhaust gas
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Takashi Fsunooka
Yukihiro Sonoda
Yasuyuki Irisawa
Koichi Kitaura
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Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
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Abstract

Dans un moteur (1) qui injecte du carburant dans une chambre de combustion (13) au moyen d'un injecteur (43) et qui exécute l'allumage et la combustion par une bougie d'allumage (17), un dispositif de commande variable de soupapes (2) est mis en oeuvre lors du démarrage à froid, et la valeur de chevauchement d'une soupape d'admission (23) et d'une soupape d'échappement (24) est augmentée, de façon à exécuter une introduction de gaz RGE, et le carburant est injecté par l'injecteur (43) durant le temps de compression.

Description

fonctionnement.
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MOTEUR A COMBUSTION INTERNE A ALLUMAGE PAR ETINCELLE DU TYPE
A INJECTION DANS LE CYLINDRE ET PROCEDE DE COMMANDE DE CELUI-CI
ARRIERE-PLAN DE L' INVENTION
1. Domaine de l' invention L' invention se rapporte à un moteur à combustion interne à allumage par étincelle du type à injection dans le cylindre qui brûle du carburant ingocté directement dans un cylindre en utilisant une bougie d'allumage, et plus particulièrement à une
technologie durant un démarrage à froid du moteur.
2. Description de la technique apparentée
Depuis peu, un moteur à essence du type à injection dans le cylindre qui réalise une combustion en mélange pauvre fait l'objet d'une large utilisation. Un exemple d'un tel moteur est une technologie décrite dans la publication de brevet japonais mise à la disposition du public N 11324 778 qui énonce que, de manière à éviter une dilution de l'huile et une génération de fumée en même temps lors d'un démarrage à froid, une soupape d' admission est réglée pour s'ouvrir lors d'un dépassement d'un angle de vileUrequin prédéterminé après qu'une soupape d'échappement a été fermée, et le carburant est ingecté alors que les deux soupapes sont fermoes. De cette manière, en évitant un chevauchement d' une période d' ouverture de la soupape d' échappement et de la soupape d' admission, une certaine quantité de gaz de combustion à haute température est laissée à l'intérieur d'une chambre de combustion et le carburant est injecté dans celle-ci pour faciliter la pulvérisation du carburant. Par conséquent, une adhérence du carburant sur une surface de tête de piston et une surface de paroi de cylindre peut être supprimoe, et donc à la fois une génération de fumée
et une dilution de l'huile peuvent être suppriméss.
Néanmoins, du fait que cette technologie injecte le carburant à un stade initial du temps d'admission lors d'un démarrage à froid, un mélange homogène dense est formé pour exécuter une combustion homogène et donc une économie de
carburant se dograde.
RESUME DE L' INVENTION
C'est un but de l' invention de procurer un moteur à combustion interne à allumage par étincelle du type à injection dans le cylindre et un procédé de commande de celui-ci avec -
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lesquels une amélioration d'économie de carburant lors d'un
démarrage à froid est obtenue.
Conformément à l' invention, un moteur à combustion interne à allumage par étincelle du type à injection dans le cylindre qui brûle du carburant ingecté dans un cylindre en utilisant une bougie d'allumage comprend en outre un système de recTrculation de gaz d'échappement qui réintroduit le gaz de combustion dans le cylindre en vue d'une circulation et, lors d'un démarrage à froid, le système de rectrculation de gaz d'échappement est mis en oeuvre et du carburant est injecté dans le cylindre durant le
temps de compression.
Du gaz d'échappement à haute température est réintroduit dans le cylindre par le système de recirculation de gaz d'échappement (RGE), de sorte que l'air d'admission à l'intérieur du cylindre est chauffé, facilitant ainsi la pulvérisation du carburant injecté. Par conséquent, même lors d'un démarrage à froid, une adhérence du carburant sur une surface de paroi à l'intérieur du cylindre est supprimée, et donc une génération de fumoe et une dilution de l'huile peuvent être supprimées. En outre, en réintroduisant le gaz d'échappement, la température de combustion est abaissce, réduisant ainsi la quantité d'émission des NOx. En outre, même durant un démarrage à froid, l'économie de carburant est améliorce en injectant le carburant dans le cylindre durant le
temps de compression.
I1 est préférable que le moteur comprenne en outre un moyen destiné à déterminer une dépression du tuyau d'admission, et que le système de recirculation de gaz d'échappement soit mis en oeuvre lorsque la dépression du tuyau d' admission déterminée est supérieure ou égale à un niveau prédéterminé. Ceci est dû au fait que lorsque la dépression du tuyau d' admission est faible, une introduction de gaz RGE est difficile à réaliser, et de ce fait l' introduction de gaz RGE serait de préférence supprimée
dans un tel cas.
Ce système de rectrculation de gaz d'échappement serait de préférence un dispositif de commande variable de soupapes (dispositif VVT) qui ajuste une valeur de chevauchement des soupapes de la soupape d'admission et de la soupape d'échappement. Une augmentation de la valeur de chevauchement des soupapes peut aider le gaz d'échappement à l'intérieur du
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tuyau d'échappement à s'écouler dans le cylindre de nouveau
après être revenu dans le tuyau d'admission.
Une vitesse de variation variable du chevauchement des soupapes lors d'un démarrage à froid serait de préférence augmentée comparé à celle dans d'autres cas. Dans d'autres cas, c'est-à-dire lors d'une injection pendant le temps d'admission, si la quantité de gaz RGE est augmentée brusquement, une répartition inégale du gaz RGE a lieu, et donc un mélange homogène ne peut pas être formé, ce qui peut conduire par la suite à une combustion instable. Au contraire, lors d'une injection pendant le temps de compression, un mélange homagène n' est nécessaire qu'autour de la bougie d' allumage. De ce fait, même si une répartition inégale du gaz RGE est provoquce en raison d'une augmentation brutale de la valeur de chevauchement
des soupapes, il est possible d'exéauter une combustion stable.
Le dispositif de commande variable de soupapes peut être un mécanisme qui, lorsque l'une ou l'autre de la soupape d' admission ou de la soupape d'échappement est ouverte, modifie une course de levée de l'autre soupape. Un tel changement de la course de levoe peut être réalisé, par exemple, par une came tridimensionnelle, et donc la quantité d' introduction de gaz RGE peut être commandée sans modifier le calage de base de
l'admission et de l'échappement.
En outre, lors d'un démarrage à froid, le calage de l'allumage de la bougie d'allumage peut être retardé jusqu'après qu'un piston atteint le point mort haut. En retardant le calage de l'allumage, la quantité de combustion secondaire (combustion durant la course de détente) est augmentée de facon à élever la température de l'échappement, et donc les performances de montée en température d'un catalyseur sont améliorées, de manière à
éviter la dogradation des performances des émissions.
Il est préférable que le fonctionnement du système de recirculation de gaz d'échappement soit commandé de sorte que la quantité de gaz RGE augmente à mesure que la valeur de l' angle de retard de l'allumage est augmentée. Lorsque le calage de l'allumage est retardé, l'intérieur de la chambre de combustion est refroidi par le carburant injecté, et la quantité d'adbérence de carburant à la surface de paroi du cylindre et
autre augmente, ce qui peut provoquer une combustion instable.
De ce fait, en augmentant la quantité de gaz RGE pour augmenter
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la température dans le cyl indre et facil iter la pulvéri sat ion du carburant, la combustion est stabilisce et la génération de
fumoe noire et autre est supprimée.
En outre, dans une zone o la valeur de l' angle de retard de l'allumage est importante et o on s' attend à une combustion instable, il est préférable que le fonctionnement du système de recirculation de gaz d'échappement soit commandé de sorte que la quantité de gaz RGE diminue à mesure que la valeur de l' angle de retard de l'allumage est augmentée. Si la valeur de l' angle de retard de l'allumage est davantage augmentée, la durce de combustion est trop courte, provoquant éventuellement une combustion instable. Dans ce cas, en diminuant la quantité de gaz RGE, la concentration du carburant est augmentée et la durce
de combustion est assurée, stabilisant ainsi la combustion.
BREVE DESCRIPTION DES DESSINS
La figure 1 est un dessin simplifié représentant la structure d'un moteur à combustion interne à allumage par étincelle du type à ingoction dans le cylindre conforme à l' invention, La figure 2 est un graphe illustrant les détails du fonctionnement d'un dispositif de commande variable de soupapes sur la figure 1, La figure 3 est un organigramme illustrant une première opération de commande durant le démarrage d'un moteur conforme à la figure 1, La figure 4 est un organigramme illustrant les détails d'un traitement destiné à déterminer si un temps de compression est possible ou impossible, lequel est exécuté au cours du traitement représenté sur la figure 3, La figure 5 est un organigramme illustrant une commande d' ajustement d' un calage de levée de soupape exécuté au cours du traitement de la figure 3, La figure 6 est un organigramme illustrant une seconde opération de commande lors du démarrage du moteur conforme à la figure 1, La figure 7 est un graphe illustrant une fluctuation de la quantité d' air d' admission par rapport à la valeur de chevauchement des soupapes,
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La figure 8 est un graphe illustrant une fluctuation de la quantité de la recirculation RGE interne par rapport à la valeur de chevauchement des soupapes, La figure 9 est un graphe illustrant la valeur de chevauchement des soupapes établie par rapport à la valeur de l' angle de retard de l'allumage, La figure 10 est un dessin illustrant une forme de tête de came d'une came d'échappement, et La figure 11 est un dessin illustrant les détails du principe de fonctionnement d'un dispositif de commande variable
de soupapes utilisant la came représentée sur la figure 10.
- DESCRIPTION DETAILLEE DES MODES DE REALISATION PREFERES
Ci-après, les détails des modes de réalisation préférés conformes à l' invention seront décrits en faisant référence aux dessins annexés. De manière à faciliter la compréhension des
descriptions, les mêmes références numériques sont utilisées
pour les mémes éléments constitutifs sur chaque dessin autant
que possible, et des descriptions redondantes sont omises.
La figure 1 est un dessin simplifié représentant la structure d'un moteur à combustion interne à allumage par étincelle du type à injection dans le cylindre conforme à l' invention. Le moteur à combustion interne 1 est un moteur à essence d'un type qui injecte directement de l' essence, ou carburant, dans une chambre de combustion 13 par un injecteur à haute pression 43, et qui exéaute l'allumage et la combustion
par une bougie d'allumage 17.
Une tête de piston 11 est disposce dans un cylindre 10 du moteur d'une manière permettant un mouvement de va-et-vient dans une direction longitudinale sur le dessin. La tête de piston 11 est reliée à un vilebrequin (non représenté) par une bielle 12, et convertit le mouvement de va-et-vient en mouvement de rotation. Le sommet (surface de couronnement) de la tête de piston 11 est muni d'une cavité llA. Un espace entre la surface de couronnement de la tête de piston 11 et une culasse 14 forme
la chambre de combustion 13.
L'injecteur 43, une soupape d'admission 23, une soupape d' échappement 24 et la bougie d' allumage 17 sont disposés sur la bordure de la tête de cylindre 14 avec la chambre de combustion 13. Parmi ces composants, l'injecteur 43 est agencé dans une direction qui permet au carburant d'être injecté vers la cavité
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llA de la tête de piston 11. En outre, la bougie d'allumage 17 est disposse entre la soupape d' admission 23 et la soupape d'échappement 24 de manière à être située à proximité d'une partie de bord de la cavité llA qui est opposoe à l'injecteur 43. La soupape d' admission 23 est disposse entre la chambre de combustion 13 et un tuyau d'admission 15, et la soupape d'échappement 24 est disposée entre la chambre de combustion 13 et un tuyau d'échappement 16. Les deux soupapes 23 et 24 sont entraînées par des cames 21 et 22, respectivement. Un dispositif de commande variable de soupapes 2 a pour fonction de modifier une phase d'ouverture/fermeture de la soupape d'admission 23 et
de la soupape d'échappement 24.
L'injecteur 43 est relié à un réservoir de carburant 40 et est alimenté en carburant comprimé par une pompe 41. Sur cette ligne de carburant, un capteur de pression de carburant 42
destiné à détecter la pression du carburant est prévu.
Le fonctionnement du moteur à combustion interne 1 est
commandé par une unité de commande électronique ECU 3 du moteur.
Les sorties provenant d'un capteur de température d'eau 5 qui mesure une température de liquide réfrigérant du moteur, d'un capteur d' angle de vilebrequin 6 qui mesure un angle du vilebrequin, d'un capteur de vide 8 qui détecte une dépression à l'intérieur du tuyau d'admission 15 en aval d'un papillon des gaz 7, d'un capteur de pression de carburant 42 et d'autres sont appliquées en entrce à l'unité ECU 3 du moteur. L'unité ECU 3 du moteur commande le fonctionnement du dispositif de commande variable de soupapes 2, de la bougie d'allumage 17 et de
l'injecteur 43.
La figure 2 est un dessin illustrant les détails du
fonctionnement du dispositif de commande variable de soupapes 2.
En ajustant une phase de rotation des cames 21 et 22 par rapport à leur vileUrequin respectif, un calage d'ouverture (levoe de soupape) de chacune des soupape d' admission 23 et soupape d'échappement 24 est ajusté, permettant ainsi un agustement d'une longueur du chevauchement des soupapes durant lequel à la fois la soupape d' admission 23 et la soupape d'échappement 24 sont ouvertes. Ci-après, un réglage pour avancer l'ouverture des soupapes 23 et 24 (équivalent à un déplacement de la courbe de levée de soupape vers la gauche sur le dessin) est appelé réglage vers le côté d' angle d'avance, alors qu'un réglage pour
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retarder l'ouverture des soupapes (équivalent à un déplacement de la courbe de levée de soupape vers la droite sur le dessin) est appelé réglage vers le côté d' angle de retard. La valeur de chevauchement des soupapes peut être augmentée en réglant la soupape d' admission 23 vers le côté d' angle d'avance, ou en réglant la soupape d'échappement 24 vers le côté d' angle de retard, ou en exécutant les deux réglages. C' est-à- dire qu' il peut suffire qu'un calage de levée de soupape d'au moins l'une de la soupape d'admission 23 et de la soupape d'échappement 24
soit réglable.
Ensuite, le fonctionnement lors du démarrage du moteur 1 sera décrit. La figure 3 est un organigramme illustrant une
première opération de commande lors du démarrage du moteur 1.
Cette commande est. sauf indication contraire, exéautée par l'unité ECU 3 du moteur et est répétée à une cadence
prédéterminée du démarrage à l'arrêt du moteur 1.
A l'étape Sl, une évaluation est faite pour déterminer si le moteur 1 se trouve en phase de démarrage. Dans ce cas, l'état "en phase de démarrage" se rétère non seulement à un instant auquel le moteur 1 est démarré, mais est aussi considéré comprendre une période allant du démarrage jusqu'à ce que la montée en température du moteur 1 soit achevée après quelques minutes. Si l'évaluation est faite que le moteur 1 se trouve en phase de démarrage à l'étape S1, le traitement passe à l'étape S2 à laquelle il est déterminé si les conditions de fonctionnement actuelles permettent une injection pendant le temps de compression. Un organigramme détaillé de ce traitement de détermination est représenté sur la figure 4. Tout d'abord, à l'étape S21, une dépression du tuyau d'admission Pi et une pression de carburant Pf sont détectées en lisant les sorties du capteur de vide 8 et du capteur de pression de carburant 42. A l'étape S22 suivante, la dépression du tuyau d'admission Pi et une valeur de seuil sont comparées. Si la dépression du tuyau d'admission Pi est supérieure à la valeur de seuil, le traitement passe à l'étape S23 à laquelle la pression du carburant Pf et une valeur de seuil sont comparées. Si la pression du carburant Pf est supérieure à la valeur de seuil 0, le traitement passe à l'étape S24. A l'étape S24, il est évalué que l'ingoction pendant le temps de compression est possible en supposant que la pression du carburant Pf, à laquelle
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l'injection de carburant pendant le temps de compression peut être effectivement exéautée, a été atteinte et que la dépression du tuyau d'admission Pi, à laquelle un effet RGE peut être suffisamment exercé, a été atteinte, et ensuite le traitement est achevé. Par contre, il est évalué que la dépression du tuyau d' admission Pi est inférieure ou égale à la valeur de seuil à l'étape S22, l' introduction du gaz RGE est empêchée, et donc une température à l'intérieur de la chambre de combustion 13 est faible et la vaporisation du carburant est empêchée. Il en résulte qu'en plus de l' apparition d'une adbérence de carburant sur la surface de paroi du cylindre 10, une combustion stratifiée stable ne peut pas être mence. De ce fait, le traitement passe à l'étape S25 à laquelle il est évalué que
l' injection pendant le temps de compression n'est pas possible.
En outre, s'il est évalué que la pression du carburant Pf est inférieure ou égale à la valeur de seuil à l'étape S23, la press ion du carburant devient insuffisante et donc le volume d'injection de carburant nécessaire pendant le temps de compression ne peut pas être assuré, résultant ainsi en un raté d'allumage dans le pire des cas. De ce fait, le traitement passe à l'étape S25 à laquelle il est évalué que l'ingection pendant
le temps de compression n'est pas possible.
Par suite de ce traitement, s' il est évalué que l' injection pendant le temps de compression est possible, le traitement passe à l'étape S3 du traitement principal sur la figure 3, et
un calage de l'ingoction est établi au temps de compression.
Ensuite, à l'étape S4, une valeur cible du dispositif VVT est établie de sorte que la valeur de chevauchement devienne importante, et le traitement est achevé. Par conséquent, le dispositif de commande variable de soupapes 2 ajuste les phases des cames 21 et 22 pour faire correspondre le calage de levée de soupape de la soupape d'admission 23 et de la soupape d'échappement 24 à la valeur cible, augmentant ainsi la valeur de chevauchement des soupapes, et l'injecteur 43 injecte le carburant durant le temps de compression. En augmentant la valeur de chevauchement des soupapes, un effet RGE interne peut être obtenu, grâce auquel un gaz de combustion qui a été une fois évacué vers le tuyau d'échappement 16 est réintroduit dans la chambre de combustion 13 durant le temps d'admission. De
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cette manière, la quantité de retour du gaz RGE est augmentée, augmentant ainsi le taux de compression réel, la température à l'intérieur de la chambre de combustion 13 est rapidement élevée par le gaz de combustion à haute température, facilitant ainsi la vaporisation du carburant et supprimant l'adbérence du carburant sur la paroi interne de la chambre de combustion 13 et autre, et la stabilité de la combustion est améliorée en raison de la stratification, supprimant ainsi l'émission de fumée noire. Par conséquent, les performances des émissions sont améliorées. Il en résulte que la combustion stratifiée avec un rapport air-carburant d'approximativement 15 à 16, qui est légèrement plus pauvre que le rapport air-carburant théorique, devient possible, et donc une économie de carburant lors du
démarrage et les performances des émissions sont améliorées.
Au contraire, s' il est évalué que l' ingection pendant le temps de compression n'est pas possible à l'étape S2, le traitement passe à l'étape S5 à laquelle le calage de l'ingection est établi au temps d'admission, et ensuite la valeur cible du dispositif VVT est établie de sorte que la valeur de chevauchement soit faible à l'étape S6. Dans ce cas, les condit ions de fonct ionnement ne sat i s font pas les exigences pour exéauter efficacement l'injection pendant le temps de compression et de ce fait l'ingection pendant le temps d' admission sera exéautée. Cependant, du fait que la vitesse de combustion est lente durant l'ingection pendant le temps d'admission et que l' augmentation de la valeur de chevauchement au moment de l'ingection pendant le temps d'admission lors du démarrage provoque une répartition inégale du gaz RGE à l'intérieur de la chambre de combustion 13, ce qui empêche un mélange homogène, la combustion peut devenir instable. De ce fait, en réduisant la valeur de chevauchement des soupapes et en supprimant un reflux du gaz RGE, une combustion stable est exéautée, supprimant ainsi la dégradation des performances des émissions. S'il est évalué qu'il ne s'agit pas du démarrage à l'étape S1, le traitement passe à l'étape S7 à laquelle le calage de l' injection du carburant et la valeur cible du dispositif VVT
sont établis conformément à une charge et à un régime du moteur.
Par exemple, dans une condition de faible régime et de faible charge, le carburant est ingecté durant le temps de compression
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et une combustion stable est exécutée, de façon à améliorer l'économie de carburant et les performances des émissions. Dans une condition de régime élevé et de charge élevée, le carburant est injecté durant le temps d' admission de sorte qu ' un mélange homogène soit formé et qu'une combustion homogène soit exécutée,
assurant ainsi une puissance de sortie élevée.
Lors du réglage réel du calage de levoe de soupape de la soupape d'admission 23 et de la soupape d'échappement 24 par le dispositif de commande variable de soupapes 2, la commande suivante sera de préférence exécutée. La figure 5 est un organigramme illustrant une telle commande d'ajustement et la commande est exécutée à la suite du traitement de commande sur
la figure 3.
Tout d'abord, à l'étape S31, une évaluation est faite pour
déterminer si le moteur 1 se trouve dans une phase de démarrage.
S'il est évalué que le moteur se trouve dans une phase de démarrage à l'étape S31, le traitement passe à l'étape S32 pour évaluer si l' injection pendant le temps de compression est établie. S'il est évalué que l' injection pendant le temps de compression est établie, le traitement passe à l'étape S33 à laquel le une vites se de variation du chevauchement des soupapes est établie à une valeur élevée, et une valeur de commande réelle du dispositif de commande variable de soupapes 2 est calculée à l'étape S34 suivante de sorte que la vitesse de variation, qui est établie, puisse être obtenue. Conformément à ce traitement, à l' instant de l'ingection pendant le temps de compression, la valeur de chevauchement des soupapes est rapidement passée à la valeur cible et la quantité d'alimentation en gaz RGE interne est augmentée, de facon à élever la température dans le cylindre et à faciliter la vaporisation du carburant, permettant ainsi de stabiliser la combustion. Par contre, si l'évaluation est faite de ce que le moteur ne se trouve pas dans une phase de démarrage à l'étape S31 ou s'il est évalué à l'étape S32 que l'injection pendant le temps de compression n' est pas établie, c' est-à- dire que l ' injection pendant le temps d'admission est établie, le traitement passe à l'étape S35 à laquelle la vitesse de variation du chevauchement des soupapes est établie à une valeur faible, et la valeur de commande réelle du dispositif de commande variable de soupapes 2 est calculée à l'étape S34 suivante de sorte que la vitesse de variation, qui est établie, peut être obtenue. Conformément à ce traitement, en particulier, une variation brutale de la valeur de chevauchement des soupapes au moment de l'injection pendant le temps d' admission est supprimée, et donc une variation brutale de la quantité de l'alimentation en gaz RGE interne est supprimée. Il en résulte qu'une variation brutale des conditions de combustion est supprimée, empêchant ainsi la combustion de
devenir instable.
Ensuite, certains des autres modes de réalisation du fonctionnement lors du démarrage du moteur 1 seront particulièrement décrits. La figure 6 est un organigramme illustrant une seconde opération de commande lors du démarrage du moteur 1., Sauf indication contraire, cette commande est exécutée également par l'unité ECO 3 du moteur et est répétée à une cadence prédéterminée depuis le démarrage jusqu'à l'arrêt du
moteur 1.
Les contenus du traitement de renvoi de l'étape S1 aux étapes S2 et S7 et du traitement de renvoi de l'étape S2 aux étapes S3 et S5 sont les mêmes que pour la première opération de commande représentée sur la figure 3, de sorte qu'une
description détaillée de ceux-ci est omise. Après que le calage
de l'ingection est établi au temps de compression à l'étape S3, le traitement passe à l'étape S51 à laquelle la valeur de l' angle de retard de l'allumage est établie. La valeur de l' angle de retard de l'allumage peut être établie en faisant référence à une mappe préparce sur la base des conditions de fonctionnement du moteur 1 telles qu'une température du liquide de retroidissement du moteur mesurée par le capteur de température d'eau 5 et une dépression à l'intérieur du tuyau d'admission 15 mesurée par le capteur de vide 8. Sur la base de ceci, un traitement de retard est exécuté, dans lequel le calage de l'allumage de la bougie d'allumage 17 est retardé jusqu'après que la tête de piston 11 a atteint le point mort haut (PMH) (appelé simplement ci-après "après PMH") durant le passage du
temps de compression à la course motrice.
A l'étape S52 suivante, la valeur cible du dispositif VVT est établie. La valeur cible du dispositif VVT est établie, par exemple, à la valeur de chevauchement à laquelle la quantité d'air d'admission ou du gaz RGE interne devient maximum,
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conformément au régime du moteur. Les figures 7 et 8 sont des graphes illustrant les fluctuations de la quantité d' air d'admission et de recirculation RGE interne par rapport à la valeur de chevauchement des soupapes. Comme représenté sur la figure 7, sous un régime du moteur constant, il existe une va leur de chevauchement de s soupape s à laque l le la quant ité d' air d' admission devient maximum. Si cette valeur est établie en tant que valeur de chevauchement des soupapes, l'efficacité de la charge est maximisée. En outre, en retardant l'allumage, un rapport de la combustion secondaire est augmenté, et la température de l'échappement est relevée, de façon à faciliter une activation précoce d'un catalyseur. Par conséquent, une émission de HC imbrûlés peut être supprimée. Dans le même temps, en ce qui concerne la quantité de gaz RGE interne comme représentée sur la figure 8, il existe également une valeur de chevauchement des soupapes à laquelle la quantité de gaz RGE interne devient maximum sous un régime du moteur constant. Dans ce cas, la valeur de chevauchement des soupapes avec la quantité d' air d' admission maximum et la valeur de chevauchement des soupapes avec la quantité de gaz RGE interne maximum peuvent coïncider l'une avec l'autre, mais normalement elles prennent des valeurs différentes. Si la valeur de chevauchement des soupapes avec la quantité de gaz RGE interne maximum est sélectionnée, un effet de facilitation de la vaporisation du carburant et un effet de montée en température dans le cylindre précoce sont maximisés. De ce fait, la stabilité de la combustion est maintenue, et en même temps un effet deréduction
des émissions de fumée noire peut être maximisé.
En revanche, si le calage de l' injection est établi au temps d'admission durant le démarrage à l'étape S5, le traitement passe à l'étape S53 à laquelle le calage de l'allumage est établi vers le côté d' angle d'avance. Ensuite, à l'étape S54, tout comme à l'étape S6 représentée sur la figure 3, la valeur cible du dispositif VVT est établie de sorte que la valeur de chevauchement soit faible. La commande dans ce cas est la même que la première opération de commande. Cela s' applique également
à la commande durant un autre moment que le démarrage.
Ici, la description a été donnce en prenant un exemple du
cas dans lequel la valeur cible du dispositif VVT est établie à la valeur de chevauchement des soupapes à laquelle la quantité
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d' air d' admission ou la quantité de gaz RGR interne est maximisée sur la base du régime du moteur en cours. Cependant, la valeur cible du dispositif VVT peut être établie sur la base de la valeur de l' angle de retard de l'allumage. Dans ce cas, comme représenté sur la figure 9, la valeur de chevauchement des soupapes est maximisée lorsque la valeur de l' angle de retard de l'allumage AI prend une certaine valeur AIth. Lorsque la valeur de l' angle de retard de l'allumage AI est inférieure à la certaine valeur AIth, la valeur de chevauchement des soupapes peut être établie plus grande lorsque la valeur de l' angle de retard de l'allumage augmente, alors que lorsque la valeur de l' angle de retard de l'allumage AI est supérieure à la certaine valeur AIth, la valeur de chevauchement des soupapes peut être établie plus petite lorsque la valeur de l' angle de retard de l'allumage augmente. Plus la valeur de l' angle de retard de l'allumage est grande, plus l'adRérence du carburant sur la surface de la paroi du cylindre 10 a lieu facilement. De ce fait, dans une zone o la valeur de l' angle de retard de l'allumage est relativement faible, en augmentant la valeur de chevauchement des soupapes lorsque la valeur de l' angle de retard de l'allumage augmente, la quantité de gaz RGE interne est augmentée et la température dans le cylindre durant l' injection de carburant est relevoe, facilitant ainsi la vaporisation du carburant. Il en résulte que l'adRérence du carburant sur la surface de la paroi du cylindre 10 est supprimoe, la stabilité de la combustion est maintenue et en même temps la génération de fumée noire est supprimée. Par contre, la combustion tend à devenir plus instable à mesure que la valeur de l' angle de retard de l'allumage est augmentée. Dans une région o la combustion est instable, la quantité du gaz RGE interne est réduite de façon à améliorer la stabilité de la combustion. La valeur AIth qui est une valeur de seuil est fondée sur des données expérimentales et autres et peut être mémorisée dans l'unité ECU 3 du moteur. En outre, elle peut être établie durant une opération fondée sur la condition de combustion (telle qu'un rapport air-carburant du gaz d'échappement et une variation du régime).
Dans les descriptions mentionnces précédemment, comme
représenté sur la figure 2, un exemple de variation du
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chevauchement des soupapes en déplaçant la courbe de levoe de soupapes vers le côté de l' angle d'avance et le côté de l' angle
de retard sans modifier la forme de la courbe est expliqué.
Cependant, par exemple, comme représenté sur la figure 10, la came 22 destince à ouvrir et à fermer la soupape d'échappement 24 peut être façonnée pour présenter une forme de came différente dans une direction axiale de sorte que la came 22 ne présente qu'une seule tête de came 22a dans une première section transversale et deux têtes de came 22a et 22b dans une autre section transvereale, de sorte que la soupape d'échappement 24 est réouverte pendant que la soupape d' admission 23 est ouverte, comme représenté sur la figure 11. De même, en utilisant ce type de dispositif de commande des soupapes, le chevauchement des soupapes est augmenté pour exécuter la recirculation RGE interne. La came 21 destinée à ouvrir et à fermer la soupape d'admission 23 peut être façonnce de façon à comporter deux têtes de came, de sorte que la soupape d' admission 23 soit également ouverte pendant que la soupape d'échappement 24 est ouverte. Avec cette structure, en coulissant la came 21 ou 22 dans une direction axiale de l'arUre à cames, la valeur de chevauchement des soupapes peut être modifiée, permettant ainsi à la structure du dispositif de commande variable de soupapes 2 d'être simple et améliorant en outre la fiabilité du dispositif
de commande variable de soupapes 2.
Il est évident qu'un système de recirculation qui renvoie directement le gaz brûlé du tuyau d'échappement 16 au toyau d'admission 15 peut être prévu à la place de la commande de la
valeur de chevauchement des soupapes.
Comme décrit ci-dessus et conformément aux modes de réalisation mentionnés précédemment, la vaporisation du carburant est facilitée, et l'intérieur du cylindre monte en température rapidement lors du démarrage à froid en injectant le carburant durant le temps de compression et en introduisant le gaz RGE. Par conséquent, la combustion est stabilisée, l'émission de fumée noire et la dogradation des performances des émissions sont supprimées et l'économie de carburant est améliorée. En outre, en retardant le calage de l'allumage jusqu'après le PMH, l 'activation précoce du catalyseur est obtenue et les performances de montée en température sont améliorées, permettant ainsi la suppression de la dégradation des
performances des émissions.

Claims (16)

REVENDI CAT IONS
1. Moteur à combustion interne à allumage par étincelle du type à injection dans le cylindre comprenant un système de recirculation de gaz d'échappement destiné à réintroduire et à faire cTrculer un gaz de combustion dans le cylindre (10), caractérisé en ce que: lors d'un démarrage à froid, le système de recirculation de gaz d'échappement est mis en oeuvre et le carburant est fourni
au cylindre (10) durant un temps de compression.
2. Moteur à combustion interne selon la revendication 1, comprenant un moyen (3, 8) destiné à déterminer une dépression du tuyau d'admission, dans lequel le système de recirculation de gaz d'échappement est mis en oeuvre lorsqu' une dépression du tuyau d' admission
détermince est supérieure ou égale à un niveau prédéterminé.
3. Moteur à combustion interne selon la revendication 1 ou 2, dans lequel le système de recirculation de gaz d'échappement est un dispositif de commande variable de soupapes (2) qui règle une valeur de chevauchement des soupapes d'une soupape
d'admission (23) et d'une soupape d'échappement (24).
4. Moteur à combustion interne selon la revendication 3, dans lequel une vitesse de variation variable du chevauchement des soupapes est augmentée lors du démarrage à froid comparé à
d'autres cas.
5. Moteur à combustion interne selon la revendication 3 ou 4, dans lequel lorsque l'une ou l'autre de la soupape d' admission (23) ou de la soupape d' échappement (24) est ouverte, le dispositif de commande variable de soupapes (2)
modifie une course de levée de l'autre soupape.
6. Moteur à combustion interne selon l'une quelconque des
revendications 1 à 5, dans lequel lors du démarrage à froid, un
calage de l'allumage d'une bougie d'allumage (17) est retardé
jusqu'après qu'un piston atteint le point mort haut.
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7. Moteur à combustion interne selon la revendication 6, dans lequel un fonctionnement du système de recirculation de gaz d'échappement est commandé de sorte qu'une quantité d'un gaz de recirculation est augmentée à mesure que la valeur du retard de calage de l'allumage est augmentée.
8. Moteur à combustion interne selon la revendication 7, dans lequel dans une zone o la valeur du retard de calage de l'allumage est importante et o l'on s' attend à ce que la combustion devienne instable, le fonctionnement du système de recirculation de gaz d'échappement est commandé de sorte que la quantité du gaz de recirculation est réduite à mesure que la
valeur du retard de calage de l'allumage est augmentée.
9. Procédé de commande pour un moteur à combustion interne à allumage par étincelle du type à injection dans le cylindre comprenant un système de recirculation de gaz d'échappement destiné à réintroduire et à faire circuler un gaz de combustion dans le cylindre (10), caractérisé en ce que: lors d'un démarrage à froid, le système de recirculation de gaz d'échappement est mis en oeuvre et le carburant est fourni
au cylindre (10) durant un temps de compression.
10. Procédé de commande selon la revendication 9, comprenant en outre l'étape consistant à déterminer une dépression du tuyau d' admission, dans lequel le système de recirculation de gaz d'échappement est mis en oeuvre lorsqu'une dépression du tuyau d' admission
déterminée est supérieure ou égale à un niveau prédéterminé.
11. Procédé de commande selon la revendication 9 ou 10, dans lequel le système de recirculation de gaz d'échappement est un dispositif de commande variable de soupapes (2) qui ajuste une valeur de chevauchement des soupapes d'une soupape d'admission
(23) et d'une soupape d'échappement (24).
12. Procédé de commande selon la revendication 11, dans lequel une vitesse de variation variable du chevauchement des soupapes est augmentée lors du démarrage à froid comparé à
d'autres cas.
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13. Procédé de commande selon la revendication 11 ou 12, dans lequel lorsque l'une ou l'autre de la soupape d'admission (23) ou de la soupape d'échappement (24) est ouverte, le dispositif de commande variable de soupapes (2) modifie une course de levoe de l'autre soupape.
14. Procédé de commande selon l'une quelconque des
revendications 9 à 13, dans lequel lors du démarrage à froid, un
calage de l'allumage d'une bougie d'allumage (17) est retardé
jusqu'après qu'un piston atteint le point mort haut.
15. Procédé de commande selon la revendication 14, dans lequel un fonctionnement du système de recirculation de gaz d'échappement est commandé de sorte qu'une quantité d'un gaz de recirculation est augmentée à mesure qu'une valeur du retard de
calage de l'allumage est augmentée.
16. Procédé de commande selon la revendication 15, dans lequel dans une zone o la valeur du retard de calage de l'allumage est importante et o l'on s' attend à ce que la combustion devienne instable, le fonctionnement du système de recirculation de gaz d'échappement est commandé de telle sorte que la quantité de gaz de recirculation est réduite à mesure que
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