L'invention concerne un procédé et un système de commande d'un moteur comportant un frein à décompression.

Les moteurs à combustion sont prévus pour fonctionner à une température stabilisée. Lorsque la température du moteur n'est pas encore stable, par exemple au démarrage, on dit que le moteur est froid et on constate que son fonctionnement n'est pas optimal. En particulier, pour les moteurs Diesel, le carburant qui est injecté dans un cylindre ne brûle pas complètement car la température de l'air comprimé dans le cylindre n'est pas suffisante. Le véhicule émet alors des fumées blanches de carburant imbrûlé.

Par ailleurs, la chaleur issue du moteur est utilisée pour le chauffage de l'habitacle, par exemple la cabine d'un camion. Il est souhaitable que le temps de mise en température de l'habitacle soit aussi court que possible.

On connaît des systèmes qui permettent d'augmenter le frein moteur ou d'accélérer la mise en température du moteur en restreignant le passage des gaz dans une conduite d'échappement. Un tel système comporte un volet dans la conduite d'échappement qui est ouvert en situation normale, et qui est fermé par une commande automatique pour donner au moteur une capacité supplémentaire de freinage. Le système comporte en plus une commande qui, lorsque le moteur

tourne au ralenti, agit sur le volet pour restreindre le passage et, simultanément, augmente la quantité de carburant injecté. Ainsi, le freinage du moteur est compensé par une plus grande puissance commandée.

Comme la quantité de carburant brûlé est plus importante, la puissance calorique reçue par le moteur est plus importante. Sa mise en température est donc plus rapide.

On connaît également d'autres systèmes de frein moteur dit à décompression. Ces systèmes ont la particularité de commander l'ouverture d'une soupape d'échappement à la fin du temps de compression d'un cycle à quatre temps. De. plus, aucun carburant n'est injecté. Le temps de compression est donc utilisé pour comprimé de l'air qui est ensuite évacué vers l'échappement. Lors du temps de détente, aucune pression sur le piston ne vient apporter de travail moteur. Le moteur fonctionne alors comme un compresseur et absorbe de l'énergie mécanique, par exemple lors de la descente d'une pente par le véhicule.

Le système proposé par le document EP 974 740 comporte deux soupapes d'échappement par cylindre et un arbre à came qui commande les soupapes d'un cylindre de manière classique par l'intermédiaire d'une tige de culbuteur, d'un culbuteur et d'un pontet. De plus, un piston maître est disposé dans l'axe de la tige de culbuteur pour suivre les mouvements du culbuteur. Le piston maître est relié à un piston esclave par un circuit hydraulique. Une valve est disposée dans le circuit hydraulique pour mettre le circuit en communication ou fermer cette

communication avec un réservoir. Quand la communication avec le réservoir est fermée, le piston esclave agit sur l'une des soupapes d'échappement par l'intermédiaire d'une aiguille qui traverse et coulisse dans le pontet.

Par rapport à un moteur classique, la came qui commande les soupapes d'échappement comporte un bossage supplémentaire d'une hauteur de l'ordre de 2,5 mm. Un jeu supplémentaire de mme hauteur est également prévu entre le culbuteur et le pontet. En fonctionnement normal, la valve est ouverte et le piston maître fonctionne à vide. Lorsque la commande du frein moteur est donnée, la valve est fermée.

Lorsque la tige de culbuteur coulisse grâce au bossage supplémentaire, le piston maître commande le mouvement du piston esclave. Ce dernier agit sur la soupape pour ouvrir légèrement la soupape à la fin du temps de compression.

Un autre système de frein moteur à décompression est proposé par le document EP 886 037 pour un moteur sans cames (connu également sous de terme anglais « camless »). Un tel moteur comporte des soupapes, des vérins agissant sur les soupapes, chaque vérin étant commandé par une électrovanne qui met en communication le vérin avec une source de fluide hydraulique sous pression ou un réservoir de retour du fluide hydraulique. Il est proposé de commander l'ouverture de la soupape d'échappement à la fin du temps de compression, quand le piston du cylindre considéré est au plus haut. Dans une variante, il est également proposé d'ouvrir la soupape d'échappement à chaque tour du vilebrequin,

c'est-à-dire à chaque passage du piston en position haute, ou point mort haut, pour obtenir une puissance de freinage encore plus importante.

Seuls les moteurs équipés de frein sur échappement permettent d'obtenir une mise en température accélérée du moteur. Les moteurs qui sont équipés uniquement d'un frein à décompression ne permettent pas une mise en température accélérée.

C'est donc un objectif de l'invention de proposer un procédé et un système de commande d'un moteur comportant un frein à décompression pour obtenir une mise en température accélérée du moteur. Ainsi, les émissions de fumées blanches sont réduites, le moteur atteint plus rapidement sa pleine puissance et le confort en cabine est amélioré. C'est un autre objectif de l'invention de proposer un procédé de diagnostic du fonctionnement d'un tel moteur.

Avec ces objectifs en vue, l'invention a pour objet un procédé de commande d'un moteur comportant au moins deux cylindres, chaque cylindre comportant au moins une soupape d'échappement, le procédé commandant l'ensemble des cylindres en un mode moteur pour que le moteur fournisse une puissance ou, alternativement, actionnant un frein à décompression en commandant l'ensemble des cylindres en un mode frein dans lequel l'ouverture des soupapes est commandée pour que le moteur absorbe une puissance, caractérisé en ce que le procédé commande un troisième mode de fonctionnement dans lequel au moins un cylindre est commandé en mode frein et au moins un cylindre est commandé en mode moteur.

Grâce à l'invention, on peut faire fonctionner

le moteur uniquement sur une partie des cylindres, l'autre partie absorbant de l'énergie. Par exemple pour un moteur à quatre cylindres, on peut fonctionner avec deux cylindres en mode moteur et deux cylindres en mode frein. Pour un moteur six cylindres, on peut fonctionner avec deux, trois ou quatre cylindres en mode moteur et avec respectivement quatre, trois ou deux cylindres en mode frein.

De manière avantageuse, dans le troisième mode de fonctionnement, une quantité supplémentaire de carburant est injectée pour les cylindres fonctionnant en mode moteur.

Cette quantité supplémentaire de carburant permet de maintenir un régime de ralenti par exemple, pour compenser la puissance absorbée par les cylindres fonctionnant en mode frein. Ainsi, par rapport au mme régime de ralenti obtenu avec tous les cylindres en mode moteur, une plus grande puissance calorique est développée. Cette puissance sert à faire monter la température du moteur, mais également celle de la ligne d'échappement. Le moteur monte donc plus vite en température vers la température optimale de fonctionnement. I1 est également intéressant que la température de la ligne d'échappement soit plus rapidement à son niveau stabilisé. En particulier, pour les lignes équipées de systèmes de dépollution tels que les filtres à particules ou les pots catalytiques, une haute température est requise pour que ces systèmes fonctionnent pleinement.

De plus, la quantité de carburant injecté dans

chaque cylindre est plus importante et permet ainsi une meilleure combustion, le niveau de température atteint dans le cylindre étant plus élevé à la fin de la combustion. L'émission de fumées blanches est donc réduite d'une part par une meilleure combustion dès le démarrage, et d'autre part par une mise en température plus rapide.

Selon une première variante de l'invention, dans le troisième mode de fonctionnement, chaque cylindre fonctionne toujours dans le mme mode, soit en mode moteur, soit en mode frein.

L'affectation du mode de fonctionnement des cylindres est ainsi prédéterminée, ce qui permet d'obtenir une succession constante du mode de fonctionnement des cylindres d'un cycle à l'autre.

Selon une deuxième variante de l'invention, dans le troisième mode de fonctionnement, au moins un cylindre fonctionne alternativement en mode moteur ou en mode frein.

Ainsi, la chaleur de la combustion du carburant est mieux répartie entre les différents cylindres.

Dans un premier mode de réalisation, le troisième mode de fonctionnement est activé pour réchauffer le moteur quand la température du moteur est trop basse, pour obtenir un mode de réchauffement. A l'aide d'un thermostat ou d'une sonde de mesure de la température du moteur, par exemple de l'eau de refroidissement du moteur, la température du moteur est maintenue au-dessus d'un seuil. Ainsi, dès le démarrage à froid du moteur, le

mode de réchauffement est activé. De plus, lorsque le moteur est au ralenti, il reste une source de chaleur suffisante pour chauffer l'habitacle du véhicule.

De manière préférentielle, le régime moteur est augmenté au-dessus d'un régime de ralenti quand le mode de réchauffement est activé. Ainsi, la puissance calorique est augmentée et le moteur monte plus rapidement en température.

Selon un deuxième mode de réalisation, pour effectuer un diagnostic du fonctionnement des cylindres en mode frein, a) on injecte du carburant uniquement dans les cylindres prévus en mode moteur lors du troisième mode de fonctionnement pour établir un régime stable, b) on actionne le troisième mode de fonctionnement en modifiant la quantité de carburant pour maintenir le mme régime, c) on compare les quantités de carburant injecté dans les étapes a) et b) pour en déduire que le fonctionnement est correct si l'augmentation relative de quantité de carburant injecté est supérieure à un premier seuil prédéterminé.

La première étape a) permet d'établir une référence avant que le mode frein de certains cylindres ne soit actionné. L'alimentation en carburant de ces cylindres est coupée, le moteur tournant ainsi uniquement sur les cylindres qui resteront en mode moteur à l'étape b).

Lorsque à l'étape b), le mode frein est actionné pour les cylindres dont l'alimentation était coupée, il est nécessaire, pour maintenir le mme régime de vitesse de rotation, d'injecter une quantité supplémentaire de carburant qui compense l'énergie absorbée par les cylindres qui fonctionnent en mode frein. L'énergie normalement absorbée par chaque cylindre est connue en fonction des caractéristiques du moteur, éventuellement corrigée en fonction de variables comme les conditions extérieures ou la température du moteur. On connaît donc la quantité de carburant qu'il est nécessaire d'injecter pour maintenir le mme régime du moteur.

Si la quantité de carburant effectivement injectée est inférieure à la quantité théorique, on en déduit que les cylindres en mode frein n'ont pas l'efficacité attendue.

Différentes causes peuvent en tre à l'origine.

Par exemple, l'ouverture de la soupape d'échappement n'est peut-tre pas effectuée à cause d'un grippage de la soupape, ou d'une défaillance dans le circuit hydraulique de commande ou dans le circuit électrique de commande du frein à décompression. L'ouverture de la soupape peut se faire, mais avec un retard qui réduit l'efficacité du mode frein.

Le diagnostic selon l'invention est effectué par exemple à chaque démarrage du moteur, pendant une phase de préchauffe, quand le mode de réchauffement est activé. Dans ce cas, un dispositif d'affichage ou d'alerte spécifique est prévu au poste de conduite du véhicule. Il peut tre prévu aussi que le diagnostic est effectué lors d'une opération de maintenance du

moteur, mme si le moteur ne comporte pas de mode de réchauffement.

De manière complémentaire, si le fonctionnement en mode frein n'est pas correct, on effectue les étapes suivantes : d) on détermine la décélération du régime pendant les temps de détente des cylindres en mode frein, e) on détermine si les décélérations sont sensiblement inégales et, dans ce cas, on en conclut que les cylindres pour lesquels la décélération est faible ont un mauvais fonctionnement.

Lors du temps de détente d'un cylindre, du travail est fourni au moteur par les gaz qui sont comprimés dans le cylindre. Par contre, quand le cylindre fonctionne en mode frein, les gaz contenus dans le cylindre pendant le temps de compression se sont échappés grâce à l'ouverture de la soupape d'échappement. Aucun travail n'est donc fourni au moteur. De plus, si un autre cylindre est dans un temps de compression au mme instant, il absorbe du travail pour effectuer cette compression. Ce travail est prélevé sur l'énergie cinétique de rotation du moteur, ce qui se traduit par une décélération de la vitesse de rotation. L'absence ou une faible décélération pendant le temps de détente d'un cylindre indique qu'une pression est résiduelle dans le cylindre étant dans un temps de détente. Les gaz ne se sont donc pas échappés à cause d'un dysfonctionnement du mode frein du cylindre considéré.

De manière complémentaire, si les décélérations sont sensiblement égales, on détermine que, si l'augmentation relative de quantité de carburant injecté aux étapes a) et b) est inférieure à un deuxième seuil prédéterminé, alors le mode frein a une absence totale de fonctionnement, et que le fonctionnement du mode frein est partiel dans le cas contraire.

Si le troisième mode de fonctionnement est commandé mais ne fonctionne pas, la quantité de carburant injecté à l'étape b) reste la mme qu'à l'étape a). le rapport de ces quantités est proche de un. Le deuxième seuil est donc très proche de un.

L'invention a aussi pour objet un système de commande d'un moteur comportant au moins deux cylindres, chaque cylindre comportant au moins une soupape d'échappement et des moyens d'actionnement pour actionner la soupape, le système comportant un module de commande pour commander les moyens d'actionnement, caractérisé en ce que le module de commande pilote individuellement les moyens d'actionnement de chaque cylindre pour commander au moins un cylindre dans un mode frein et au moins un cylindre dans un mode moteur selon le procédé de commande décrit précédemment.

L'invention a encore pour objet un moteur comportant au moins deux cylindres, chaque cylindre comportant au moins une soupape d'échappement et des moyens d'actionnement pour actionner la soupape, le moteur comportant un module de commande pour commander les moyens d'actionnement, caractérisé en ce que le module de commande pilote individuellement

les moyens d'actionnement de chaque cylindre pour commander au moins un cylindre dans un mode frein et au moins un cylindre dans un mode moteur selon le procédé de commande décrit précédemment.

L'invention sera mieux comprise et d'autres particularités et avantages apparaîtront à la lecture de la description qui va suivre, la description faisant référence aux dessins annexés parmi lesquels : - la figure 1 est un schéma d'un moteur objet de l'invention ; - la figure 2 est un organigramme d'un diagnostic selon l'invention ; - la figure 3 est un diagramme de mesure des pressions dans les cylindres d'un moteur conforme à l'invention ; - la figure 4 est une zone agrandie du diagramme de la figure 3.

La figure 1 montre un moteur 1 à quatre temps qui comporte six cylindres 11,12, 13,14, 15,16 et un module de commande 2. Chaque cylindre est associé à des moyens d'actionnement 110,120, 130,140, 150, 160 pour faire fonctionner le cylindre dans un mode frein. L'injection est directe dans le cylindre dans le cas d'un moteur Diesel, ou indirecte dans le cas d'un moteur à allumage commandé. De manière classique, chaque cylindre comporte quatre temps sur un cycle de deux tours du vilebrequin. Les temps d'un cylindre à l'autre sont décalés pour tre régulièrement répartis sur un cycle de deux tours du vilebrequin. Il existe différentes manières de répartir les temps entre les cylindres. D'une manière

classique, un mme temps apparaît successivement sur les cylindres dans l'ordre 11,15, 13,16, 12,14, après une rotation de 120 degrés du vilebrequin. Il va de soi que l'invention s'applique aussi à d'autres répartitions.

Le module de commande 2 envoie une commande d'injection Di au moteur 1 pour piloter la quantité de carburant injectée pour chacun des cylindres 11, 12,13, 14,15, 16. Le module de commande 2 envoie également une commande Df aux moyens d'actionnements 110,120, 130,140, 150,160 pour commander individuellement chaque cylindre dans un mode frein.

Il reçoit des informations du moteur 1, en particulier la température de l'eau Te du moteur, la position angulaire A du vilebrequin et le régime V du moteur. Il reçoit également des informations d'autres capteurs dans le véhicule, par exemple la température ambiante Ta et la température dans la cabine Tc.

Les moyens d'actionnement sont ceux connus dans la technique antérieure pour les freins à décompression. Ils comportent par exemple le système avec pistons maîtres et esclaves pour actionner les soupapes d'échappement. Le moteur peut tre aussi du type sans cames et les soupapes commandées pour réaliser un frein à décompression. Lorsque le frein à décompression est utilisé, le module de commande 2 pilote tous les cylindres dans un mode frein.

Selon l'invention, certains cylindres sont commandés en mode frein tandis que les autres cylindres restent en mode moteur. Les cylindres en mode frein sont par exemple au nombre de deux, trois ou quatre. Selon une première variante de l'invention, dans le cas où trois cylindres sont

commandés en mode frein par exemple, et selon la répartition indiquée plus haut, les cylindres 11,12, 13 sont en mode frein et les cylindres 14,15, 16 sont en mode moteur. Ainsi, sur un cycle de deux tours, la succession des modes de fonctionnement des cylindres est un cylindre en mode frein puis un cylindre en mode moteur, puis de nouveau un cylindre en mode frein et ainsi de suite.

Selon une deuxième variante de l'invention, d'un cycle à l'autre, le mode de fonctionnement d'un mme cylindre alterne. Ainsi, un cylindre fonctionnant dans le mode frein à un cycle fonctionnera dans le mode moteur au cycle suivant et vice-versa. Ceci assure une meilleure répartition de la chaleur dans le moteur. Cependant, la succession dans le temps des modes de fonctionnement n'est pas aussi régulière que dans la première variante. En effet, si dans un premier cycle, le cylindre 14 fonctionne en mode frein, il sera suivi par le fonctionnement du cylindre 11 dans le deuxième cycle en mode frein également. De mme, à la fin du deuxième cycle, le cylindre 14 fonctionne en mode moteur et il sera suivi par le fonctionnement du cylindre 11 dans le troisième cycle en mode moteur également.

Dans un premier mode de réalisation de l'invention, le mode de fonctionnement précédemment décrit, que ce soit la première ou la deuxième variante, est utilisé pour un mode de réchauffement du moteur. Le module de commande reçoit par exemple une mesure de la température d'eau Te du moteur, et si celle-ci est inférieure à un seuil de chauffe, le mode de réchauffement est actionné pour accélérer le réchauffement du moteur. Le seuil peut tre modifié

en fonction de la température ambiante Ta et de la température dans la cabine Tc pour apporter la chaleur nécessaire au chauffage de la cabine.

Dans un deuxième mode de réalisation, le mode de fonctionnement précédemment décrit, que ce soit la première ou la deuxième variante, est utilisé pour un mode de diagnostic du fonctionnement du frein à décompression. Pour cela, les étapes suivantes sont exécutées, en se référant à la figure 2.

Dans une première étape 21, le moteur est commandé en coupant l'injection de carburant destiné aux cylindres qui sont prévus pour fonctionner en mode frein dans le mode diagnostic. Le régime de rotation du moteur est stabilisé à un régime de ralenti.

A la deuxième étape 22, la quantité de carburant injecté Q1 par cycle est mémorisée. La valeur mémorisée est éventuellement une moyenne sur plusieurs cycles.

Lors de la troisième étape 23, les cylindres ne recevant pas de carburant à la première étape 21 sont actionnés en mode frein. Le régime de rotation du moteur est de nouveau stabilisé à un régime de ralenti.

A la quatrième étape 24, la quantité de carburant injecté Q2 par cycle est mémorisée. La valeur mémorisée est éventuellement une moyenne sur plusieurs cycles.

Un test est effectué à l'étape 25 pour comparer le rapport des quantités de carburant injecté à un premier seuil SI prédéterminé. Si le rapport Q2/Q1 est supérieur au seuil S1, on passe à l'étape 26 pour conclure que le fonctionnement du frein à décompression est correct.

Dans le cas contraire, on passe à l'étape 27 dans laquelle on mesure la décélération de la vitesse de rotation du vilebrequin pendant les temps de détente des cylindres fonctionnant en mode frein, comme détaillé plus loin. Si le fonctionnement du frein à décompression est correct, la décélération est sensible. Par contre, si le fonctionnement n'est pas correct, la décélération est faible.

A l'étape 28, les décélérations sur un cycle sont comparées entre elles. Si elles sont sensiblement identiques, alors on passe à l'étape 30 pour en déduire que le dysfonctionnement est global.

Dans le cas contraire, on passe à l'étape 29 pour en conclure que seuls les cylindres qui sont associés à une faible décélération ont un frein à décompression dont le fonctionnement n'est pas correct.

A la suite de l'étape 30, un test est effectué à l'étape 31 pour comparer le rapport des quantités de carburant injecté à un deuxième seuil S2 prédéterminé. Si le rapport Q2/Q1 est inférieur au deuxième seuil S2, on passe à l'étape 32 pour conclure à une absence totale de fonctionnement. Dans le cas contraire, on passe à l'étape 33 pour conclure à un fonctionnement partiel.

En considérant le diagramme de la figure 3, un cycle de deux tours est représenté, entre une position angulaire A du vilebrequin variant de-180 à 540 degrés. La position angulaire est de 0 degré quand le point mort haut est atteint à la fin du temps de compression pour le cylindre 11. La répartition des temps du moteur est celle indiquée précédemment à titre d'exemple. Les moyens d'actionnement du frein à décompression comportent des pistons maîtres et esclaves. L'ouverture de la

soupape d'échappement pour les cylindres en mode frein se produit à un angle prédéterminé par construction du moteur. La pression P dans les cylindres est représentée sur une première échelle des ordonnées, graduée à gauche de la figure 3. De plus, la vitesse V de rotation du vilebrequin est également représentée sur une deuxième échelle des ordonnées, graduée à droite de la figure 3.

Six courbes de pression sont représentées sur le diagramme, une courbe Cl pour la pression dans le cylindre 11, une courbe C2 pour celle dans le cylindre 12, une courbe C3 pour celle dans le cylindre 13, une courbe C4 pour celle dans le cylindre 14, une courbe C5 pour celle dans le cylindre 15, une courbe C6 pour celle dans le cylindre 16.

La courbe Cl comporte un premier pic de pression autour de l'abscisse 0 degrés qui correspond à la fin du temps de compression, à l'injection directe de carburant dans le cylindre et au début du temps de détente. Les courbes C3 et C2 comportent le mme premier pic de pression aux abscisses respectives de 240 degrés et 480 degrés. Les courbes C1, C2 et C3 montrent la pression pour des cylindres fonctionnant en mode moteur.

La courbe C4 présente un deuxième pic de pression autour de l'abscisse-120 degrés qui correspond à la fin du temps de compression et au début du temps de détente. L'amplitude du deuxième pic de pression est moindre que celle du premier pic.

En effet, les cylindres concernés fonctionnent en mode frein. Dans cet exemple, on constate que le pic de pression est atteint avant que le piston du cylindre correspondant ait atteint le point mort

haut, normalement à-120 degrés. Ce choix est fait pour limiter les efforts d'ouverture de la soupape d'échappement dans toutes les conditions de fonctionnement du moteur. On constate qu'après l'ouverture de la soupape, la chute de la pression est très rapide. Les courbes C5 et C6 comportent le mme deuxième pic de pression aux abscisses respectives de 120 degrés et 360 degrés.

Une courbe de vitesse CV oscille autour de 1000 tr/min (ou min-'). Les deux chutes brutales 40 sont des artifices dans la mesure de la vitesse de rotation pour repérer une position prédéterminée du vilebrequin. Une chute brutale apparaît à chaque tour à 204 degrés dans cet exemple.

En se référant à la figure 4, qui est un agrandissement de la figure 3, la courbe CV comporte une phase de décélération entre-90 et 0 degrés, marquée par le segment 41. Pendant ce moment, le cylindre 14 est dans un temps de détente tandis que le cylindre 11 est dans un temps de compression.

Cependant, comme le montre la courbe C4, la pression dans le cylindre 14 est pratiquement nulle, et la pression dans le cylindre 11 augmente sous l'effet de la compression. Pour effectuer cette compression, le vilebrequin fournit du travail qui est prélevé sur l'énergie cinétique de rotation du vilebrequin et des masses tournantes qui lui sont liées. La vitesse de rotation est donc diminuée. Cette décélération est mesurée lors de l'étape 27 pour effectuer le diagnostic du frein à décompression. La courbe CV comporte des phases de décélération similaires entre 130 et 240 degrés, ainsi qu'entre 370 et 480 degrés.

L'invention n'est pas limitée à l'exemple qui vient d'tre décrit. Le nombre de cylindres du moteur peut tre différent ainsi que la répartition des temps entre les cylindres.