EP1856395A1 - Systeme de controle du basculement du fonctionnement d'un moteur de vehicule automobile entre des modes pauvre et riche - Google Patents

Systeme de controle du basculement du fonctionnement d'un moteur de vehicule automobile entre des modes pauvre et riche

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EP1856395A1
EP1856395A1 EP06726225A EP06726225A EP1856395A1 EP 1856395 A1 EP1856395 A1 EP 1856395A1 EP 06726225 A EP06726225 A EP 06726225A EP 06726225 A EP06726225 A EP 06726225A EP 1856395 A1 EP1856395 A1 EP 1856395A1
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EP
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engine
parameters
mode
rich
lean
Prior art date
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Withdrawn
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EP06726225A
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German (de)
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Piet Ameloot
Pascal Folliot
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PSA Automobiles SA
Original Assignee
Peugeot Citroen Automobiles SA
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Publication date
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Withdrawn legal-status Critical Current

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    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/40—Engine management systems

Definitions

  • Control system for tilting the operation of a motor vehicle engine between pauyre and rich modes.
  • the present invention relates to a system for controlling the tilting of the operation of a motor vehicle engine between lean and rich modes, to assist the regeneration of a NOx trap integrated in an exhaust line of the engine.
  • a NOx trap is a pollutant reduction system that processes NOx through sequential operation of the engine in storage and retrieval modes corresponding to operations of the latter in lean mode with ⁇ > 1 and in rich mode with ⁇ ⁇ 1.
  • NOx When the trap is saturated with NOx, it is regenerated by a tilting of the engine in rich mode with production of reducers, as among others, CO and HC.
  • This switchover is characterized by parameters, such as the richness, duration and frequency of fuel injections.
  • An operating mode transition of the engine must be made as quickly as possible in complete transparency for the driver of the vehicle, that is to say smoothly and without operating noise change and limiting the penalty associated with the engine. emission of pollutants or overconsumption of fuel.
  • a motor is associated with controls for the air loop thereof, with means for controlling the fuel pressure in a common fuel supply system for the cylinders. thereof and means for controlling fuel injections into these cylinders.
  • the injection parameters ie the amount of fuel injected, the phasing and fuel pressure in the common rail, etc., as well as the parameters of the air loop , ie the air flow, exhaust gas recirculation, also called EGR, and the position of the turbocharger, etc., associated with such a motor, are modified compared to those of the lean mixture Operating.
  • EGR exhaust gas recirculation
  • the global adjustment of these various parameters makes it possible to achieve the performance objectives in terms of torque, pollutant emissions, noise, etc.
  • Each state of the engine (poor or rich) is therefore characterized by maps and specific control modules that describe the injection parameters, for example the phasing and the amount of each injection, the fuel pressure in the ramp, etc.
  • the parameters of the air loop such as the air flow, boost pressure, the position of an EGR valve, the position of the turbocharger, etc., which lead to a control of the different actuators the engine, such as the EGR valve, the turbocharger, a throttle valve, injectors or a high pressure pump, etc.
  • This is achieved by means of tilting control parameters of these different means between control parameters of the operation of the engine in lean mixture and control parameters of the operation of the engine in rich mixture.
  • the injection and air loop parameters When switching from the engine from lean mode operation to rich mode operation, the injection and air loop parameters thus switch from one series of mappings and controllers for the lean mode to another series of maps and regulators for the rich mode.
  • the object of the invention is to propose a system for controlling this changeover.
  • the object of the invention is a system for controlling the tilting of the operation of a motor vehicle engine between lean and rich modes, to help the regeneration of a NOx trap integrated in an exhaust line. of the engine and wherein the engine is associated with control means of the air loop thereof, to control means of the fuel pressure in a common fuel supply line of the cylinders thereof , means for controlling the injection of fuel into these cylinders and means for tilting the control parameters of these means between control parameters of the operation of the lean-burn engine and the parameters for controlling the operation of the engine in rich mixture, characterized in that the means for tilting the parameters comprise means of progressive tilting of the parameters control of the control means of the air loop and the fuel pressure in the common supply rail and means for instantaneous switching of the parameters of the injection control means, but deferred towards the end of the progressive changeover of the parameters other control means, between their values of poor mode and rich mode. According to other features of the invention:
  • the air flow at the inlet of the engine is controlled in a closed loop by an exhaust gas recirculation valve at its inlet; in lean mode, the gas inlet pressure in the engine is controlled in a closed loop by a turbocharger associated with this engine;
  • the gas inlet pressure in the engine is controlled in a closed loop by a throttle valve
  • a gas throttle valve in the engine is controlled open loop
  • the air flow at the engine inlet is controlled in a closed loop by a throttle valve
  • the intake pressure of the gases in the engine is controlled by an exhaust gas recirculation valve at its inlet;
  • a turbocharger associated with the engine is driven in an open loop
  • a gas throttle valve in the engine is positioned instantaneously, when tilting, to a predetermined position, and is regulated around this position to regulate the air flow to the engine inlet;
  • the values of the lean mode and rich mode parameters are derived from predetermined mappings
  • the progressive tilting means are tilting means according to at least one ramp portion
  • the ramp is determined from a predetermined map based on engine speed and load.
  • - Fig.1 is a block diagram illustrating the structure of a system according to the invention.
  • FIG. 2 illustrates the characterization of the modes of operation of an engine and the transition between these modes
  • FIG. 3 illustrates an example of control of so-called slow parameters in lean and rich operating modes of the engine
  • FIGS. 4, 5, 6 and 7 illustrate the management of the various parameters for controlling the operation of the engine during a transition from an operation thereof to a lean mixture to a rich mixture operation.
  • FIG. 1 shows a motor, for example a motor vehicle diesel, which is designated by the general reference 1 and whose exhaust line 2 is associated with depollution means designated by the general reference 3.
  • fuel supply means comprising, for example, common fuel supply means, indicated schematically by the general reference 4 in this figure, the operation of which is controlled by injection control means designated by the general reference 5, including any appropriate engine computer.
  • this engine is also associated with means 6, constituted for example by any appropriate computer, for controlling the air loop thereof, designated by the general reference 7, means for controlling the fuel pressure. in the common fuel supply line 4 of the cylinders thereof, designated by the general reference 8 and control means of the fuel injections in these cylinders, designated by the general reference 9.
  • control means 6 then comprise means for tilting the control parameters of these various means between control parameters of the operation of the engine in lean mixture and in rich mixture.
  • each mode of operation of the engine i.e., the lean mode and the rich mode
  • the various parameters for example injection, such as the phasing and the quantity of fuel injected, the pressure in the common rail, etc., and the parameters of the air loop such as the air flow, the pressure the position of the EGR recycling valve, the position of the turbocharger, etc., which lead to a control of the various actuators of the engine.
  • injection such as the phasing and the quantity of fuel injected
  • the parameters of the air loop such as the air flow, the pressure the position of the EGR recycling valve, the position of the turbocharger, etc.
  • control parameters of the motor operation can be divided into three groups, namely the slow parameters, the fast parameters and the semi-fast parameters. .
  • the slow parameters are for example the parameters of the air loop.
  • the physical quantities such as the intake air flow in the engine, the boost pressure or the rate of EGR, etc., can not change instantly, that is to say that their time of response is clearly superior to a motor cycle.
  • the associated actuators are the turbocharger, the throttle valve, the EGR valve and the variable swirl valves.
  • the fast parameters are constituted by the quantities and the phasing of the injections. These parameters can be changed from one motor cycle to another. Their response time is very low.
  • the associated actuators are for example the fuel injectors.
  • the semi-rapid parameters include for their part, for example, the fuel supply pressure in the common engine cylinder feed ramp.
  • the response time of these parameters is between the fast parameters and the slow parameters.
  • the associated actuator is for example a high pressure fuel supply pump.
  • control system proposes a strategy of switching the motor of the mode of poor operation to a rich operating mode, which allows fast transitions, transparent and clean.
  • FIG. 3 illustrates a control of slow parameters during a transition between a lean mode operation and a rich mode operation.
  • the slow physical variables of the motor such as, for example, the air flow, the inlet pressure, etc.
  • the associated actuators such as for example the throttle valve, the EGR valve, the turbocharger and the check valves.
  • Variable "swirl”, etc. can be controlled in closed loop (BF) or open loop (BO).
  • the air flow is controlled in a closed loop by the EGR valve
  • the engine intake pressure is controlled in a closed loop by the turbocharger
  • the throttle valve is operated in an open loop.
  • other control structures can be envisaged, such as for example a control of the intake pressure by the butterfly.
  • the inlet pressure can be measured in several places, for example at the outlet of the compressor, at the outlet of an air cooler, in the inlet distributor, etc.
  • the slow physical motor variables such as the air flow or the intake pressure and their associated actuators, such as the throttle valve, the EGR valve, the turbocharger and the variable "swirl" valves
  • the air flow can be controlled in a closed loop by the throttle valve, while the engine intake pressure is controlled by the EGR valve and the turbocharger can be operated in open loop.
  • FIGS. 4 to 7 illustrate the switchover between a lean mode operation and a rich mode operation of the motor.
  • This switching can comprise two transition phases.
  • the slow physical quantity setpoints such as, for example, the air flow, the inlet pressure, etc.
  • the slow physical quantity setpoints are gradually changed, that is to say by example by following a ramp, their values mapped in lean mixture to their values mapped in rich mixture, for the same point of operation of the engine, that is to say in regime and load, as is illustrated in FIG. 4.
  • the actuator position commands related to slow physical quantities such as for example the EGR valve, the turbocharger and the variable “swirl” valves, with the exception of the throttle valve, are also gradually switched, for example by following a "ramp” ramp, from their last values in lean mixture to their values mapped in rich mixture, as illustrated in FIG.
  • the throttle butterfly is prepositioned instantaneously on a "prepol" value and is then actuated in a closed loop or an open loop around this prepositioning value, for example to regulate the air flow.
  • a progressive switchover for example a ramp
  • a transition time between an initial value and a final value.
  • the ramp times used during this phase are the same, for example for all the slow parameters and this value, for example called "rampel", is mapped among others according to the speed and the load of the engine.
  • the set point for example of intake pressure, may follow a path other than a ramp, such as, for example, a dynamically determined set point, taking into account the actual air flow rate.
  • the second transition phase is activated under the following conditions.
  • this second phase can be activated if the slow parameters arrive at the end of the ramp, if a slow physical quantity such as the air flow reaches a predetermined threshold, called “threshold", resulting for example from a map, or if the difference between the actual value and the set point of a slow physical quantity such as for example the air flow rate reaches a predetermined threshold, called “threshold2".
  • a slow physical quantity such as the air flow reaches a predetermined threshold, called “threshold”
  • threshold2 a predetermined threshold
  • This second phase of the transition is characterized for slow parameters by a complete changeover of the setpoint values of the physical quantities and the positions of the associated actuators towards the final values in rich mode, such as, for example, the air flow rate, the position of the turbocharger , etc., and for the fast parameters by instantaneous switching as shown in FIG. 7.
  • This second phase is also characterized by the activation of closed-loop control of some slow physical quantities by an associated actuator, such as for example a closed-loop control of the air intake pressure by the EGR valve.
  • the transition or the changeover is considered as finished for the slow parameters.
  • the only parameter considered as semi-rapid in the example described is the fuel pressure in the common fuel feed ramp of the engine cylinders. This ramp pressure is always regulated in a closed loop on a setpoint and this setpoint is usually mapped according to the speed and the load of the engine and mappings exist for the lean mode and for the rich mode.
  • the fuel pressure setpoint in the ramp also follows a gradual tilting such as for example a ramp with the same characteristic time "rampel" between the lean value and the rich value on the same operating point of the ramp. engine.
  • a second transition phase is implemented on the basis of the same conditions and in the same way as for the slow parameters.
  • Fast parameters such as phasing and injection rate
  • the mapping values associated with the lean mode are still used.
  • the setpoints of the fast parameters are instantly changed from their lean value to their rich value (FIG. But this switchover is delayed until the end of the progressive switchover of the other parameters.

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Abstract

Ce système dans lequel le moteur (1 ) est associé à des moyens de commande (6, 7) de la boucle d'air de celui-ci, à des moyens de commande (6, 8) de la pression de carburant dans une rampe commune (4) d'alimentation en carburant des cylindres de celui-ci, à des moyens de commande (6, 9) des injec¬ tions (5) de carburant dans ces cylindres et à des moyens de basculement (6) des paramètres de contrôle de ces moyens entre des paramètres de contrôle du fonctionnement du moteur (1 ) en mélange pauvre et en mélange riche, est carac¬ térisé en ce que les moyens de basculement (6) comprennent des moyens de basculement progressif des paramètres de contrôle des moyens de commande de la boucle d'air (7) et de la pression de carburant dans la rampe commune d'alimentation (4) et des moyens de basculement instantané des paramètres des moyens de commande des injections (5), mais différé vers la fin du basculement progressif des paramètres des autres moyens de commande, entre leurs valeurs de mode pauvre et de mode riche.

Description

Système de contrôle du basculement du fonctionnement d'un moteur de véhicule automobile entre des modes pauyre et riche.
La présente invention concerne un système de contrôle du basculement du fonctionnement d'un moteur de véhicule automobile entre des modes pauvre et riche, pour aider à la régénération d'un piège à NOx intégré dans une ligne d'échappement du moteur.
Un piège à NOx est un système de réduction des émissions polluantes qui traite les NOx grâce à un fonctionnement séquentiel du moteur en modes de stockage et de déstockage correspondant à des fonctionnements de celui-ci en mode pauvre avec λ>1 et en mode riche avec λ<1. Lorsque le piège est saturé en NOx, il est régénéré par un basculement du moteur en mode riche avec production de réducteurs, comme entre autres, CO et HC.
Ce basculement est caractérisé par des paramètres, comme la richesse, la durée et la fréquence des injections de carburant. Une transition de mode de fonctionnement du moteur doit se faire le plus vite possible en totale transparence pour le conducteur du véhicule, c'est-à- dire sans à-coups et sans changement de bruit de fonctionnement et en limitant la pénalité liée à l'émission de polluants ou à une surconsommation en carburant. D'une façon générale, on sait qu'un tel moteur est associé à des commandes de la boucle d'air de celui-ci, à des moyens de commande de la pression de carburant dans une rampe commune d'alimentation en carburant des cylindres de celui-ci et à des moyens de commande des injections de carburant dans ces cylindres.
En mode de fonctionnement riche, les paramètres d'injection c'est-à- dire la quantité de carburant injectée, le phasage et la pression de carburant dans la rampe commune, etc., de même que les paramètres de la boucle d'air, c'est-à-dire le débit d'air, la recirculation des gaz d'échappement, également appelée EGR, et la position du turbocompresseur, etc., associés à un tel moteur, sont modifiés par rapport à ceux du mélange pauvre de fonctionnement. Le réglage global de ces différents paramètres permet d'atteindre les objectifs de prestations en termes de couple, d'émissions de polluants, de bruit, etc.. Chaque état du moteur (pauvre ou riche) est donc caractérisé par des cartographies et des modules de contrôle spécifiques qui décrivent les paramètres d'injection, par exemple le phasage et la quantité de chaque injection, la pression de carburant dans la rampe, etc., et les paramètres de la boucle d'air, comme par exemple le débit d'air, la pression de suralimentation, la position d'une vanne EGR, la position du turbocompresseur, etc., et qui mènent à un contrôle des différents actionneurs du moteur, comme par exemple la vanne EGR, le turbocompresseur, un papillon d'admission des gaz, des injecteurs ou encore une pompe à haute pression, etc.. Ceci est réalisé par des moyens de basculement de paramètres de contrôle de ces différents moyens entre des paramètres de contrôle du fonctionnement du moteur en mélange pauvre et des paramètres de contrôle du fonctionnement du moteur en mélange riche.
Lors du passage du moteur d'un fonctionnement en mode pauvre vers un fonctionnement en mode riche, les paramètres d'injection et de la boucle d'air passent donc d'une série de cartographies et de régulateurs pour le mode pauvre, à une autre série de cartographies et de régulateurs pour le mode riche.
La façon selon laquelle ce basculement est réalisé, est très importante et a un impact important sur les prestations du moteur en termes de bruit, de couple et d'émissions polluantes pendant la phase de basculement.
Le but de l'invention est de proposer un système de contrôle de ce basculement.
A cet effet, l'invention a pour objet un système de contrôle du basculement du fonctionnement d'un moteur de véhicule automobile entre des modes pauvre et riche, pour aider à la régénération d'un piège à NOx intégré dans une ligne d'échappement du moteur et dans lequel le moteur est associé à des moyens de commande de la boucle d'air de celui-ci, à des moyens de commande de la pression de carburant dans une rampe commune d'alimentation en carburant des cylindres de celui-ci, à des moyens de commande des injections de car- burant dans ces cylindres et à des moyens de basculement des paramètres de contrôle de ces moyens entre des paramètres de contrôle du fonctionnement du moteur en mélange pauvre et des paramètres de contrôle du fonctionnement du moteur en mélange riche, caractérisé en ce que les moyens de basculement des paramètres comprennent des moyens de basculement progressif des paramètres de contrôle des moyens de commande de la boucle d'air et de la pression de carburant dans la rampe commune d'alimentation et des moyens de basculement instantané des paramètres des moyens de commande des injections, mais différé vers la fin du basculement progressif des paramètres des autres moyens de commande, entre leurs valeurs de mode pauvre et de mode riche. Suivant d'autres caractéristiques de l'invention :
- en mode pauvre, le débit d'air en entrée du moteur est contrôlé en boucle fermée par une vanne de recirculation des gaz d'échappement en entrée de celui-ci ; - en mode pauvre, la pression d'admission des gaz dans le moteur est contrôlée en boucle fermée par un turbocompresseur associé à ce moteur ;
- en mode pauvre, la pression d'admission des gaz dans le moteur est contrôlée en boucle fermée par un papillon d'admission des gaz ;
- en mode pauvre, un papillon d'admission des gaz dans le moteur est piloté à boucle ouverte ;
- en mode riche, le débit d'air en entrée du moteur est contrôlé en boucle fermée par un papillon d'admission des gaz ;
- en mode riche, la pression d'admission des gaz dans le moteur est contrôlée par une vanne de recirculation des gaz d'échappement en entrée de celui-ci ;
- en mode riche, un turbocompresseur associé au moteur est piloté en boucle ouverte ;
- en mode riche, un papillon d'admission des gaz dans le moteur est positionné instantanément, lors du basculement, sur une position prédéterminée, puis est régulé autour de cette position pour réguler le débit d'air en entrée du moteur ;
- les valeurs des paramètres de mode pauvre et de mode riche, sont issues de cartographies prédéterminées ;
- les moyens de basculement progressif sont des moyens de bascu- lement selon au moins une partie de rampe ; et
- la rampe est déterminée à partir d'une cartographie prédéterminée en fonction du régime et de la charge du moteur. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple et faite en se référant aux dessins annexés, sur lesquels :
- la Fig.1 est un schéma synoptique illustrant la structure d'un système selon l'invention ;
- la Fig.2 illustre la caractérisation des modes de fonctionnement d'un moteur et la transition entre ces modes ;
- la Fig.3 illustre un exemple de contrôle des paramètres dits lents dans des modes de fonctionnement pauvre et riche du moteur ; et - les Fig.4, 5, 6 et 7 illustrent la gestion des différents paramètres de contrôle du fonctionnement du moteur pendant une transition d'un fonctionnement de celui-ci en mélange pauvre vers un fonctionnement en mélange riche.
On a en effet illustré sur la figure 1 , un moteur par exemple Diesel de véhicule automobile qui est désigné par la référence générale 1 et dont la ligne d'échappement 2 est associée à des moyens de dépollution désignés par la référence générale 3.
Ceux-ci comprennent par exemple un piège à NOx ou autres. De façon classique, un tel moteur est associé par exemple à des moyens d'alimentation en carburant comprenant par exemple des moyens à rampe commune d'alimentation en carburant, désignés schématiquement par la référence générale 4 sur cette figure, dont le fonctionnement est piloté par des moyens de contrôle d'injection désignés par la référence générale 5, comprenant tout calculateur moteur approprié.
De plus, ce moteur est également associé à des moyens 6, constitués par exemple par tout calculateur approprié, de commande de la boucle d'air de celui-ci, désignée par la référence générale 7, de moyens de pilotage de la pression de carburant dans la rampe commune d'alimentation 4 en carburant des cylindres de celui-ci, désignés par la référence générale 8 et de moyens de pilotage des injections de carburant dans ces cylindres, désignées par la référence géné- raie 9.
Ces moyens de commande 6 comprennent alors des moyens de basculement des paramètres de contrôle de ces différents moyens entre des paramètres de contrôle du fonctionnement du moteur en mélange pauvre et en mélange riche. Comme cela a été indiqué précédemment et comme cela est illustré sur la figure 2, chaque mode de fonctionnement du moteur, c'est-à-dire le mode pauvre et le mode riche, est caractérisé par des cartographies et des modules de contrôle spécifiques qui décrivent les différents paramètres par exemple d'injection, tels que le phasage et la quantité de carburant injectée, la pression dans la rampe commune, etc., et les paramètres de la boucle d'air tels que le débit d'air, la pression de suralimentation, la position de la vanne de recyclage EGR, la position du turbocompresseur, etc., qui mènent à un contrôle des différents actionneurs du moteur. Lors d'une transition d'un fonctionnement en mode pauvre vers un fonctionnement en mode riche, on bascule donc de cartographies.
Dans le système de contrôle de basculement selon l'invention et afin de gérer les transitions de mode, on peut diviser les paramètres de contrôle du fonctionnement du moteur en trois groupes, à savoir les paramètres lents, les paramètres rapides et les paramètres semi-rapides.
Les paramètres lents sont par exemple les paramètres de la boucle d'air. Les grandeurs physiques comme par exemple le débit d'air d'admission dans le moteur, la pression de suralimentation ou encore le taux d'EGR, etc., ne peuvent pas changer instantanément, c'est-à-dire que leur temps de réponse est nettement supérieur à un cycle moteur. Les actionneurs associés sont le turbocompresseur, le papillon des gaz, la vanne EGR et les clapets de « swirl » variable.
Les paramètres rapides sont quant à eux constitués par les quantités et les phasages des injections. Ces paramètres peuvent être changés d'un cycle moteur à un autre. Leur temps de réponse est très faible. Les actionneurs associés sont par exemple les injecteurs de carburant.
Les paramètres semi-rapides comprennent quant à eux par exemple, la pression d'alimentation en carburant dans la rampe commune d'alimentation des cylindres du moteur. Le temps de réponse de ces paramètres est situé entre celui des paramètres rapides et celui des paramètres lents. L'actionneur associé est par exemple une pompe à haute pression d'alimentation en carburant.
Comme cela a été indiqué précédemment, le système de contrôle selon l'invention propose une stratégie de basculement du moteur du mode de fonctionnement pauvre vers un mode de fonctionnement riche, qui permet des transitions rapides, transparentes et propres.
A cet effet, dans le système selon l'invention, on propose d'utiliser par exemple des rampes prédéfinies pour basculer les paramètres lents et semi- rapides de leur valeur initiale de mode pauvre à leur valeur finale de mode riche, ou tout autre basculement progressif et d'utiliser un basculement direct ou instantané pour les paramètres rapides, mais différé vers la fin de ce basculement progressif des autres paramètres.
On a illustré sur la figure 3, un contrôle des paramètres lents lors d'une transition entre un fonctionnement en mode pauvre et un fonctionnement en mode riche.
En mode pauvre, les grandeurs physiques lentes du moteur telles que par exemple le débit d'air, la pression d'admission, etc., et les actionneurs associés, comme par exemple le papillon, la vanne EGR, le turbocompresseur et les clapets de « swirl » variable, etc., peuvent être contrôlés en boucle fermée (BF) ou en boucle ouverte (BO).
A titre d'exemple, le débit d'air est contrôlé en boucle fermée par la vanne EGR, la pression d'admission du moteur est contrôlée en boucle fermée par le turbocompresseur et le papillon d'admission est opéré en boucle ouverte. Mais d'autres structures de contrôle peuvent être envisagées, comme par exemple un contrôle de la pression d'admission par le papillon.
On notera également que la pression d'admission peut être mesurée à plusieurs endroits, par exemple en sortie du compresseur, en sortie d'un refroi- disseur d'air, dans le répartiteur d'admission, etc. En mode riche, les grandeurs physiques lentes du moteur, comme par exemple le débit d'air ou la pression d'admission et leurs actionneurs associés, comme par exemple le papillon, la vanne EGR, le turbocompresseur et les clapets de « swirl » variable, peuvent également être contrôlés en boucle fermée ou en boucle ouverte. Ainsi par exemple, le débit d'air peut être contrôlé en boucle fermée par le papillon d'admission, tandis que la pression d'admission du moteur est contrôlée par la vanne EGR et que le turbocompresseur peut être opéré en boucle ouverte.
Bien entendu, différents modes de réalisation peuvent être envisagés. On a illustré sur les figures 4 à 7, le basculement entre un fonctionnement en mode pauvre et un fonctionnement en mode riche du moteur.
Ce basculement peut comporter deux phases de transition.
Pendant la première phase de la transition, les consignes des gran- deurs physiques lentes, telles que par exemple le débit d'air, la pression d'admission, etc., sont basculées de façon progressive, c'est-à-dire par exemple en suivant une rampe, de leurs valeurs cartographiées en mélange pauvre vers leurs valeurs cartographiées en mélange riche, pour le même point de fonctionnement du moteur, c'est-à-dire en régime et en charge, comme cela est illustré sur la figure 4.
Les consignes de position des actionneurs liés aux grandeurs physiques lentes, telles que par exemple la vanne EGR, le turbocompresseur et les clapets de « swirl » variable, à l'exception du papillon des gaz, sont également basculés de façon progressive, par exemple en suivant une rampe « rampel », de leurs dernières valeurs en mélange pauvre vers leurs valeurs cartographiées en mélange riche, comme cela est illustré sur la figure 5.
Par contre, le papillon d'admission des gaz est quant à lui prépositionné de façon instantanée, sur une valeur « prépol » et est ensuite actionné en boucle fermée ou en boucle ouverte, autour de cette valeur de prépositionne- ment, par exemple pour réguler le débit d'air.
Ceci est illustré par exemple sur la figure 6.
Un basculement progressif suivant par exemple une rampe, est caractérisé par un temps de passage entre une valeur initiale et une valeur finale. Les temps de rampe utilisés pendant cette phase, sont les mêmes par exemple pour tous les paramètres lents et cette valeur appelée par exemple « rampel », est cartographiée entre autres en fonction du régime et de la charge du moteur.
On peut également noter que la consigne par exemple de pression d'admission peut suivre une autre trajectoire qu'une rampe, comme par exemple une consigne déterminée de façon dynamique, en prenant en compte le débit d'air réel.
La deuxième phase de transition est activée dans les conditions suivantes.
En effet, cette deuxième phase peut être activée si les paramètres lents arrivent en fin de rampe, si une grandeur physique lente comme par exem- pie le débit d'air atteint un seuil prédéterminé, appelé « seuiM », issu par exemple d'une cartographie, ou si la différence entre la valeur réelle et la consigne d'une grandeur physique lente telle que par exemple le débit d'air atteint un seuil prédéterminé, appelé « seuil2 ». Ces deux seuils, c'est-à-dire les seuil 1 et seuil2 sont cartographiés et dépendent entre autres du régime et de la charge du moteur.
Cette deuxième phase de la transition se caractérise pour les paramètres lents par un basculement complet des valeurs de consigne des grandeurs physiques et des positions des actionneurs associés vers les valeurs finales en mode riche, comme par exemple le débit d'air, la position du turbocompresseur, etc..., et pour les paramètres rapides par un basculement instantané comme cela est illustré sur la figure 7.
La rampe ou le basculement progressif est alors terminé. Mais cette deuxième phase se caractérise également par l'activation du contrôle en boucle fermée de certaines grandeurs physiques lentes par un actionneur associé, comme par exemple un contrôle en boucle fermée de la pression d'admission d'air par la vanne EGR.
A l'issue de cette deuxième phase qui a une durée très courte, la transition ou le basculement, est considéré comme terminé pour les paramètres lents. Le seul paramètre considéré comme semi-rapide dans l'exemple décrit est la pression de carburant dans la rampe d'alimentation commune en carburant des cylindres du moteur. Cette pression de rampe est toujours régulée en boucle fermée sur une consigne et cette consigne est généralement cartographiée en fonction du régime et de la charge du moteur et des cartographiés existent pour le mode pauvre et pour le mode riche.
Pendant la première phase de la transition, la consigne de pression de carburant dans la rampe suit également un basculement progressif comme par exemple une rampe avec le même temps caractéristique « rampel » entre la valeur pauvre et la valeur riche sur le même point de fonctionnement du moteur. Après cette première phase de transition, une deuxième phase de transition est mise en œuvre sur la base des mêmes conditions et selon les mêmes modalités que pour les paramètres lents.
Les paramètres rapides, comme par exemple le phasage et le débit des injections, sont cartographiés pour chaque mode. Lors de la première phase de transition, les valeurs des cartographies associées au mode pauvre sont toujours utilisées. Au moment du déclenchement de la transition, selon les conditions indiquées précédemment, les consignes des paramètres rapides sont changées instantanément de leur valeur pauvre vers leur valeur riche (Fig7). Mais ce basculement est donc différé vers la fin du basculement progressif des autres paramètres.
Il va de soi bien entendu que d'autres modes de réalisation encore peuvent être envisagés.

Claims

REVENDICATIONS
1. Système de contrôle du basculement du fonctionnement d'un moteur (1) de véhicule automobile entre des modes pauvre et riche, pour aider à la régénération d'un piège à NOx (3) intégré dans une ligne d'échappement (2) du moteur (1 ) et dans lequel le moteur (1 ) est associé à des moyens de commande (6, 7) de la boucle d'air de celui-ci, à des moyens de commande (6, 8) de la pression de carburant dans une rampe (4) commune d'alimentation en carburant des cylindres de celui-ci, à des moyens de commande (6, 9) des injections (5) de carburant dans ces cylindres et à des moyens (6) de basculement des paramè- très de contrôle de ces moyens entre des paramètres de contrôle du fonctionnement du moteur (1 ) en mélange pauvre et des paramètres de contrôle du fonctionnement du moteur en mélange riche, caractérisé en ce que les moyens de basculement (6) des paramètres comprennent des moyens de basculement progressif des paramètres de contrôle des moyens de commande de la boucle d'air (7) et de la pression de carburant (8) dans la rampe commune d'alimentation (4) et des moyens de basculement instantané des paramètres des moyens de commande (9) des injections (5), mais différé vers la fin du basculement progressif des paramètres des autres moyens de commande, entre leurs valeurs de mode pauvre et de mode riche.
2. Système selon la revendication 1 , caractérisé en ce qu'en mode pauvre, le débit d'air en entrée du moteur (1) est contrôlé en boucle fermée par une vanne de recirculation des gaz d'échappement en entrée de celui-ci.
3. Système selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'en mode pauvre, la pression d'admission des gaz dans le moteur (1) est contrôlée en boucle fermée par un turbocompresseur associé à ce moteur.
4. Système selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce qu'en mode pauvre, la pression d'admission des gaz dans le moteur (1 ) est contrôlée en boucle fermée par un papillon d'admission des gaz.
5. Système selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'en mode pauvre, un papillon d'admission des gaz dans le moteur (1 ) est piloté à boucle ouverte.
6. Système selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'en mode riche, le débit d'air en entrée du moteur (1) est contrôlé en boucle fermée par un papillon d'admission des gaz.
7. Système selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'en mode riche, la pression d'admission des gaz dans le moteur (1 ) est contrôlée par une vanne de recirculation des gaz d'échappement en entrée de celui-ci.
8. Système selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'en mode riche, un turbocompresseur associé au moteur (1) est piloté en boucle ouverte.
9. Système selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'en mode riche, un papillon d'admission des gaz dans le mo- teur (1) est positionné instantanément, lors du basculement, sur une position prédéterminée (prepol ), puis est régulé autour de cette position pour réguler le débit d'air en entrée du moteur.
10. Système selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les valeurs des paramètres de mode pauvre et de mode riche, sont issues de cartographies prédéterminées.
11. Système selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les moyens de basculement progressif sont des moyens de basculement selon au moins une partie de rampe (rampel ).
12. Système selon la revendication 11 , caractérisé en ce que la rampe est déterminée à partir d'une cartographie prédéterminée en fonction du régime et de la charge du moteur (1 ).
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Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2929652B1 (fr) * 2008-04-04 2012-07-20 Renault Sas Systeme et procede de controle de l'air frais et des gaz brules introduits dans un moteur a combustion interne lors des transitions entre la purge d'un piege a oxydes d'azote et la regeneration d'un filtre a particules
JP5429404B2 (ja) * 2010-11-26 2014-02-26 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の制御装置
WO2015092932A1 (fr) * 2013-12-20 2015-06-25 トヨタ自動車株式会社 Dispositif de purification des gaz d'échappement pour moteur à combustion interne
US10337613B2 (en) 2016-12-21 2019-07-02 Fca Us Llc Transmission shift torque management with fuel enleanment

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2790515A1 (fr) * 1999-03-06 2000-09-08 Bosch Gmbh Robert Procede et dispositif de mise en oeuvre en fonctionnement transitoire d'un moteur a combustion interne, notamment d'un vehicule automobile
DE10317903A1 (de) * 2002-04-19 2003-11-13 Denso Corp Brennkraftmaschinensteuergerät

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5775099A (en) * 1994-04-12 1998-07-07 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Method of purifying the exhaust of an internal combustion engine
DE19824915C1 (de) * 1998-06-04 1999-02-18 Daimler Benz Ag Verfahren zum Wechseln der Betriebsart einer direkt-einspritzenden Otto-Brennkraftmaschine
FR2786814B1 (fr) * 1998-12-02 2001-02-09 Renault Procede de commande de purge en oxydes d'azote d'un pot catalytique de traitement des gaz d'echappement d'un moteur a combustion interne
US6253546B1 (en) * 2000-03-06 2001-07-03 Ford Global Technologies, Inc. Torque control scheme for low emission lean burn vehicle
JP4483099B2 (ja) * 2001-02-19 2010-06-16 マツダ株式会社 筒内噴射式エンジンの燃圧制御装置
FR2846370B1 (fr) * 2002-10-23 2006-11-24 Peugeot Citroen Automobiles Sa Systeme d'aide a la regeneration d'un piege a nox a stockage/destockage pour moteur diesel

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2790515A1 (fr) * 1999-03-06 2000-09-08 Bosch Gmbh Robert Procede et dispositif de mise en oeuvre en fonctionnement transitoire d'un moteur a combustion interne, notamment d'un vehicule automobile
DE10317903A1 (de) * 2002-04-19 2003-11-13 Denso Corp Brennkraftmaschinensteuergerät

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
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