EP3092402A1 - Ensemble pour boucle de recirculation basse pression d'un circuit d'air de moteur thermique - Google Patents

Ensemble pour boucle de recirculation basse pression d'un circuit d'air de moteur thermique

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Publication number
EP3092402A1
EP3092402A1 EP14828254.4A EP14828254A EP3092402A1 EP 3092402 A1 EP3092402 A1 EP 3092402A1 EP 14828254 A EP14828254 A EP 14828254A EP 3092402 A1 EP3092402 A1 EP 3092402A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
valve
loop
flap
measuring
pressure
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP14828254.4A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Sébastien Potteau
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Valeo Electrification SAS
Original Assignee
Valeo Systemes de Controle Moteur SAS
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Filing date
Publication date
Application filed by Valeo Systemes de Controle Moteur SAS filed Critical Valeo Systemes de Controle Moteur SAS
Publication of EP3092402A1 publication Critical patent/EP3092402A1/fr
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F1/00—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow
    • G01F1/76—Devices for measuring mass flow of a fluid or a fluent solid material
    • G01F1/86—Indirect mass flowmeters, e.g. measuring volume flow and density, temperature or pressure
    • G01F1/88—Indirect mass flowmeters, e.g. measuring volume flow and density, temperature or pressure with differential-pressure measurement to determine the volume flow
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M26/00—Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
    • F02M26/02—EGR systems specially adapted for supercharged engines
    • F02M26/04—EGR systems specially adapted for supercharged engines with a single turbocharger
    • F02M26/06—Low pressure loops, i.e. wherein recirculated exhaust gas is taken out from the exhaust downstream of the turbocharger turbine and reintroduced into the intake system upstream of the compressor
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M26/00—Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
    • F02M26/45—Sensors specially adapted for EGR systems
    • F02M26/46—Sensors specially adapted for EGR systems for determining the characteristics of gases, e.g. composition
    • F02M26/47—Sensors specially adapted for EGR systems for determining the characteristics of gases, e.g. composition the characteristics being temperatures, pressures or flow rates
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M26/00—Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
    • F02M26/45—Sensors specially adapted for EGR systems
    • F02M26/48—EGR valve position sensors
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M26/00—Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
    • F02M26/65—Constructional details of EGR valves
    • F02M26/72—Housings

Definitions

  • the present invention relates to a set for low pressure recirculation loop of a thermal engine air circuit.
  • the invention applies in particular, but not exclusively, in the automotive field, the heat engine being for example used to propel a motor vehicle.
  • thermal engine air circuit designates the circuit between the intake inlet and the exhaust outlet of the engine.
  • This air circuit comprises in the case considered an intake circuit, an exhaust circuit, and a recirculation loop through which the exhaust gas to be fed back to the inlet (EGR in English).
  • upstream and downstream are assessed relative to the direction of travel of the gases in the air circuit of the engine.
  • Such an assembly comprises a valve for regulating the flow of the exhaust gases recirculating at the intake of a heat engine.
  • EGR exhaust gas recirculation
  • Such an assembly also generally comprises a member for measuring the pressure difference across the flap of the valve. This pressure difference value can, when one also knows the opening position of the valve flap in the recirculation loop, to measure the flow rate of the exhaust gas flowing in said loop. Knowledge of this flow can then determine the rate of EGR in the engine, and thus perform a satisfactory control of the engine.
  • This pressure difference measuring member is added in the recirculation loop, so that its presence poses problems of size and cost.
  • the invention aims to meet this need and it achieves, in one of its aspects, using a set for low pressure recirculation loop of a thermal engine air circuit, the loop, comprising:
  • a flow control valve of the exhaust gas recirculating in said loop comprising:
  • a body in which is formed a duct adapted to form part of the recirculation loop
  • a movable flap in the duct so as to modify the section of passage of the exhaust gases in the valve, and, - A device for measuring the pressure difference in the loop between the upstream and downstream flap, said measuring member being at least partially integrated with the valve.
  • This at least partial integration of the measuring member with the valve makes it possible to reduce the size associated with the measuring member, in particular the space requirement associated with the cabling necessary for conveying the information to a processing unit of this member. measurement.
  • the positioning of the measuring member in the gas flow flowing in the loop can also be optimized, by this integration with the valve.
  • the measuring member can then be pre-assembled in the valve, making it possible to simplify the subsequent realization of the recirculation loop.
  • Said measuring device can measure the difference between the pressure directly upstream of the flap, or at the inlet of the flap, and the pressure directly downstream of the flap, or at the outlet of the flap.
  • said measuring member makes a measurement of the difference between the pressure upstream of the flap, but not at the inlet of the latter, and the pressure downstream of the flap, not necessarily at the exit of the flap.
  • the measuring device can be at least partly
  • the pressure difference measuring member may comprise:
  • a processing unit for determining said pressure difference from the values measured by the first and the second sensor.
  • the first sensor may be at least partially integrated with the valve.
  • the first sensor is for example entirely or partially disposed within the space delimited by a housing, in particular the body, of the valve.
  • the second sensor may be at least partly integrated with the valve, being for example wholly or partly disposed to the inside the space delimited by a housing, in particular the body, of the valve.
  • Each sensor may be associated with a probe and each probe may be disposed in a housing communicating with the recirculation loop upstream or downstream of the flap.
  • the processing unit can be integrated with the valve.
  • the processing unit belongs for example to the electronic circuit of the valve.
  • the power supply of the measuring device and / or the transit of data relating to these measurements can thus be done by the same cables as those used to supply the valve with electricity, respectively to exchange data between the valve and the outside. . It can thus reduce the number of electrical cables in the environment of the valve and simplify the connections to the outside of the assembly comprising the valve and the measuring device.
  • the processing unit is for example a microcontroller or any logic circuit
  • the electronic circuit of the valve can in such a case be configured to control the opening of the valve while determining the pressure difference on either side of the shutter of the latter.
  • the pressure difference measuring member comprises a single sensor configured to measure the difference between the pressure in the duct upstream of the flap and the pressure in the downstream duct. of the shutter.
  • the measuring member can according to this second example of implementation of the invention, include a processing unit determining the pressure difference value.
  • This processing unit may, as mentioned above belong to the electronic circuit of the valve, being for example one of the components of the electronic card of this electronic circuit.
  • the assembly may comprise a device for measuring the position of the shutter.
  • the latter may or may not be at least partly integrated with the valve.
  • This integration can be mechanical, in which case the measuring member is for example entirely or partly disposed within a space delimited by a housing, in particular the body, of the valve.
  • the device for measuring the position of the flap can be at least partly
  • the data processing unit identified by a probe of this measuring member can be part of the electronic circuit of the valve.
  • the electronic circuit of the valve can then also determine the mass flow rate of the exhaust gases recirculating through the latter by means of the pressure difference measurement on either side of the flap and at the same time. using the position measurement of said flap.
  • Said mass flow rate value can be determined using the formula:
  • T EGR designating the temperature of the exhaust gases in the loop upstream of the flap
  • P e being the pressure of the exhaust gases in the loop upstream of the flap
  • P f being the pressure of the exhaust gases in the loop downstream of the flap
  • ⁇ being the gamma of the gases, of the order of 1.37.
  • the electronic circuit of the valve can then provide to a remote control unit, which can in the automotive application be the engine control unit (ECU), three signals representative of mechanical quantities, namely:
  • the assembly may comprise a device for measuring the temperature in the loop.
  • This temperature measuring member may be at least partially integrated with the valve. This at least partial integration can be mechanical and / or electronic, as has been explained previously with regard to the pressure difference measuring member.
  • the assembly may comprise a member for measuring the difference between the temperature in the loop upstream of the flap and the temperature in the loop downstream of the second side of the flap.
  • This measuring device can be at least partly integrated with the valve. This at least partial integration can be mechanical and / or electronic, as has been explained previously with regard to the pressure difference measuring member.
  • the member for measuring the temperature in the loop or the member for measuring the temperature difference on either side of the flap can make it possible to determine the value of the temperature of the exhaust gases upstream of the flap. It is thus possible to have a value representative of the temperature of the gases leaving the catalyst, or the particulate filter or the catalytic converter.
  • All or part of the processing units of the aforementioned measuring devices can in fact be a single processing unit.
  • the same unit of This treatment is common to all the above measuring devices, in particular to the pressure difference measuring member and to the temperature measuring member.
  • the assembly may comprise a cooler downstream of which is disposed the valve. If necessary, the measuring device can be configured to determine the pressure difference between the upstream of the cooler and the downstream of the flap.
  • the first sensor is for example disposed upstream of the cooler while the second sensor is disposed downstream of the flap.
  • Another subject of the invention is, according to another of its aspects, a method for determining the flow rate of the exhaust gases flowing in a low pressure recirculation loop of a thermal engine air circuit, a process in which one uses a set as defined above.
  • the engine is for example a gasoline engine. Alternatively, it may be a diesel engine or a flex-fuel engine. The engine can operate with flex-fuel, biofuel or lpg.
  • FIG. 1 schematically represents a part of an air circuit in which the invention can be implemented
  • FIG. 2 schematically represents an exemplary implementation of an assembly according to the invention
  • Figure 3 is a variant of what is shown in Figure 1.
  • FIG. 1 shows part of an air circuit 1 of a vehicle heat engine to which the assembly according to the invention can be integrated.
  • the air circuit 1 comprises an intake circuit 3 and an exhaust circuit 4.
  • the intake circuit 3 comprises an air filter 6 and an intake duct 7 for fresh air.
  • the intake circuit 3 comprises a turbocharger compressor 8, and a cooler 9, for cooling the gases coming from the compressor 8.
  • This cooler 9 is commonly called “RAS”, which means “air cooler “overfeeding”.
  • the outlet of the cooler 9 can be connected via the metering valve 11 to the engine intake manifold which is not shown in FIG. 1.
  • the exhaust circuit 4 comprises an exhaust duct 13 extending from an engine exhaust manifold (not shown in FIG. 1).
  • the exhaust system 4 also comprises a turbocharger turbine, not shown, rotationally integral. compressor 8 of the intake circuit.
  • the turbine is driven by the exhaust gases circulating in the exhaust circuit 4.
  • the output of the turbine is here connected to a catalyst which is itself connected to the outlet of the exhaust circuit 4.
  • the air circuit 1 further comprises a recirculation loop 20 allowing all or part of the exhaust gas flowing in the exhaust circuit 4 to be reinjected at the intake of the engine.
  • This recirculation loop comprises a duct 21 extending between an inlet 20a in the exhaust circuit 3 and an outlet 20b in the intake circuit 3.
  • the inlet 20a of the recirculation loop 20, through which exhaust gases from the exhaust circuit 4 are taken, is in the example considered disposed downstream of the turbine, and the outlet 20b of the recirculation loop, by which exhaust gases are fed back to the intake of the engine, is disposed between the air filter 6 and the compressor 8, so that it is a low pressure recirculation loop.
  • the loop 20 comprises in the example considered a set 22 which will now be described in more detail.
  • the assembly 22 comprises a valve 23 for regulating the flow of the exhaust gas recirculating in said loop.
  • the valve 23 is here a "two-way" valve.
  • the valve 23 is in Figure 1 shown very schematically. It comprises a body 24 in which is formed a duct adapted to form part of the recirculation loop 20 and a flap 25 movable in the duct so as to modify the passage section of the exhaust gas in the valve 23.
  • the body 24 is for example made in foundry.
  • the assembly 22 further comprises a member 26 for measuring the pressure difference in the loop 20 between the upstream and downstream flap 25 and a cooler 28 of the exhaust gas recirculating in the loop 20, this cooler 28 being placed in the loop 20 upstream of the valve 23.
  • the member 26 makes it possible to measure the difference between the pressure upstream of the cooler 28 and the pressure downstream of the flap 25.
  • the measuring member 26 is at least partly integrated with the valve 23.
  • the measuring member 26 is for example integral with the valve 23, and received wholly or partly in the body 24 or any other valve housing, being in this case mechanically integrated with the valve in whole or part.
  • the measuring member 26 may, again or alternatively, be integrated electronically in whole or in part with the valve 23.
  • the valve has an electronic circuit comprising for example an electronic card and one of the components of this electronic card can play the role of processing unit 27 of the measuring member 26.
  • This component is for example a microcontroller.
  • the measuring member 26 is for example housed partly inside a casing 100 in which the transmission system 101 of the movement of the actuator 102 of the valve is arranged. to the shaft 103 carrying the flap 25 of the valve.
  • the measuring member 26 of the pressure difference comprises: a single sensor 107 configured to measure the difference between the pressure in the loop 20 upstream of the flap 25 and the pressure in the loop 20 downstream of the flap 25, and
  • the sensor communicates with the upstream of the flap 25 by using a duct 110 formed in the casing 100 and with the downstream of the flap 25 by using a duct 111 also formed in the casing 100.
  • the measuring member 26 is also electronically integrated with the valve 23.
  • the connector 114 of the valve 23 can be used for the power supply of the measuring member 26 and for the control of this measuring member 26 from a remote control unit, for example the vehicle ECU.
  • the processing unit 27 of the measuring member 26 is for example integrated in the electronic card of the valve 23.
  • the assembly 22 may comprise a measuring member 30 of the position of the flap 25 and a measuring member 31 of the temperature.
  • Each of these measuring members 30 and 31 may be at least partly integrated with the valve 23, similarly to the at least partial integration of the measuring member 26 mentioned above.
  • the temperature measuring member 31 is positioned downstream of the shutter 25, so as to be able to supply data representative of the temperature upstream of the compressor 8 of the intake circuit.
  • the temperature measuring member 31 may be disposed elsewhere. This measuring member 31 can for example measure a temperature difference between the upstream and the downstream of the flap 25.
  • the temperature measuring member 31 can measure the temperature at a single point of the loop 20, for example downstream of the flap 25, or make a differential measurement between the upstream and the downstream of flap 25.
  • the measuring member 26 comprises two distinct sensors, one being arranged upstream of the flap 25 while the other is disposed downstream of this flap 25.
  • the data measured by the probe of each of these sensors are transmitted to the processing unit of this measuring member 26 which then determines the value of this pressure difference.
  • FIG. 4 differs from that just described in that the member 26 for measuring the pressure difference makes a measurement between the pressure directly upstream of the flap 25 and the pressure directly downstream of the flap. part 25.
  • the mass flow rate of the recirculating gases in the loop 20 can be calculated using the formula from St Venan:
  • T EGR designating the temperature of the exhaust gases in the loop 20 upstream of the flap 25
  • P F being the pressure of the exhaust gases in the loop 20 downstream of the flap 25
  • ⁇ being the gamma of the gases, of the order of 1, 37.
  • the invention may, for example, be used in a high-pressure recirculation loop of a thermal engine air circuit.

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Abstract

Ensemble (22) pour boucle de recirculation (20) basse pression d'un circuit d'air (1) de moteur thermique, la boucle (20) comprenant: -une vanne (23) de régulation du débit des gaz d'échappement recirculant dans ladite boucle (20), la vanne (23) comprenant: -un corps (24) dans lequel est ménagé un conduit apte à former une partie de la boucle de recirculation (20), et -un volet (25) déplaçable dans le conduit de manière à modifier la section de passage des gaz d'échappement dans la vanne (23), et, -un organe de mesure (26) de la différence de pression dans la boucle (20) entre l'amont et l'aval du volet (25), ledit organe de mesure (26) étant au moins en partie intégré à la vanne (23).

Description

ENSEMBLE POUR BOUCLE DE RECIRCULATION BASSE PRESSION D'UN CIRCUIT D'AIR DE MOTEUR
THERMIQUE
La présente invention concerne un ensemble pour boucle de recirculation basse pression d'un circuit d'air de moteur thermique.
L'invention s'applique notamment, mais non exclusivement, dans le domaine automobile, le moteur thermique étant par exemple utilisé pour propulser un véhicule automobile.
Au sens de l'invention, on désigne par « circuit d'air de moteur thermique » le circuit entre l'entrée d'admission et la sortie d'échappement du moteur thermique. Ce circuit d'air comprend dans le cas considéré un circuit d'admission, un circuit d'échappement, et une boucle de recirculation par laquelle transitent les gaz d'échappement pour être réinjectés à l'admission (EGR en anglais).
Au sens de l'invention, les termes « en amont » et « en aval » s'apprécient par rapport au sens de parcours des gaz dans le circuit d'air du moteur thermique.
Un tel ensemble comprend une vanne de régulation du débit des gaz d'échappement recirculant à l'admission d'un moteur thermique. On parle de recyclage de gaz d'échappement (RGE) ou d'EGR en anglais. Un tel ensemble comprend également généralement un organe de mesure de la différence de pression de part et d'autre du volet de la vanne. Cette valeur de différence de pression peut permettre, lorsque l'on connaît également la position d'ouverture du volet de la vanne dans la boucle de recirculation, de mesurer le débit des gaz d'échappement circulant dans ladite boucle. La connaissance de ce débit peut ensuite permettre de déterminer le taux d'EGR dans le moteur thermique, et ainsi d'effectuer un contrôle satisfaisant du moteur.
Cet organe de mesure de la différence de pression est ajouté dans la boucle de recirculation, de sorte que sa présence pose des problèmes d'encombrement et de coût.
II existe un besoin pour remédier à tout ou partie des inconvénients précités. L'invention vise à répondre à ce besoin et elle y parvient, selon l'un de ses aspects, à l'aide d'un ensemble pour boucle de recirculation basse pression d'un circuit d'air de moteur thermique, la boucle, comprenant :
- une vanne de régulation du débit des gaz d'échappement recirculant dans ladite boucle, la vanne comprenant :
- un corps dans lequel est ménagé un conduit apte à former une partie de la boucle de recirculation, et
- un volet déplaçable dans le conduit de manière à modifier la section de passage des gaz d'échappement dans la vanne, et, - un organe de mesure de la différence de pression dans la boucle entre l'amont et l'aval du volet, ledit organe de mesure étant au moins en partie intégré à la vanne.
Cette intégration au moins partielle de l'organe de mesure à la vanne permet de réduire l'encombrement associé à l'organe de mesure, notamment l'encombrement associé au câblage nécessaire à l'acheminement des informations à une unité de traitement de cet organe de mesure. Le positionnement de l'organe de mesure dans le flux gazeux circulant dans la boucle peut par ailleurs être optimisé, de par cette intégration à la vanne. En outre, l'organe de mesure peut alors être pré-assemblé dans la vanne, permettant de simplifier la réalisation ultérieure de la boucle de recirculation.
Ledit organe de mesure peut mesurer la différence entre la pression directement en amont du volet, ou encore à l'entrée du volet, et la pression directement en aval du volet, ou encore à la sortie du volet. En variante, ledit organe de mesure effectue une mesure de la différence entre la pression en amont du volet, mais non à l'entrée de ce dernier, et la pression en aval du volet, non nécessairement à la sortie du volet.
Comme on le verra par la suite, l'organe de mesure peut être au moins en partie
mécaniquement et/ou électroniquement intégré à la vanne. Il est par exemple au moins en partie reçu dans un boîtier, notamment le corps, de la vanne. L'organe de mesure comprend par exemple au moins une sonde et cette dernière peut être disposée dans un logement communiquant avec le conduit d'un côté du volet, ce logement étant par exemple ménagé dans un boîtier de la vanne. Selon un premier exemple de mise en œuvre de l'invention, l'organe de mesure de la différence de pression peut comprendre :
- un premier capteur mesurant la pression dans le conduit en amont du volet,
- un deuxième capteur mesurant la pression dans le conduit en aval du volet, et
- une unité de traitement permettant de déterminer ladite différence de pression à partir des valeurs mesurées par le premier et le deuxième capteur.
Le premier capteur peut être au moins en partie intégré à la vanne. Le premier capteur est par exemple entièrement ou en partie disposé à l'intérieur de l'espace délimité par un boîtier, notamment le corps, de la vanne. En variante ou en combinaison de ce qui a déjà été décrit pour ce premier exemple de mise en œuvre de l'invention, le deuxième capteur peut être au moins en partie intégré à la vanne, étant par exemple entièrement ou en partie disposé à l'intérieur de l'espace délimité par un boîtier, notamment le corps, de la vanne. Chaque capteur peut être associé à une sonde et chaque sonde peut être disposée dans un logement communiquant avec la boucle de recirculation en amont ou en aval du volet. Selon ce premier exemple de mise en œuvre de l'invention, l'unité de traitement peut être intégrée à la vanne. L'unité de traitement appartient par exemple au circuit électronique de la vanne.
On peut ainsi réutiliser les câbles électriques reliant le circuit électronique de la vanne à l'extérieur pour l'unité de traitement déterminant la valeur de différence de pression de part et d'autre du volet. L'alimentation électrique de l'organe de mesure et/ou le transit de données relatifs à ces mesures peut ainsi se faire par les mêmes câbles que ceux servant à alimenter électriquement la vanne, respectivement à échanger des données entre la vanne et l'extérieur. On peut ainsi alors réduire le nombre de câbles électriques dans l'environnement de la vanne et simplifier la connectique vers l'extérieur de l'ensemble comprenant la vanne et l'organe de mesure.
L'unité de traitement est par exemple un microcontrôleur ou tout circuit logique
programmable (FPGA en anglais) présent sur la carte électronique de la vanne. Le circuit électronique de la vanne peut dans un tel cas être configuré pour piloter l'ouverture de la vanne tout en déterminant la différence de pression de part et d'autre du volet de cette dernière.
Selon un deuxième exemple de mise en œuvre de l'invention, l'organe de mesure de la différence de pression comprend un unique capteur configuré pour mesurer la différence entre la pression dans le conduit en amont du volet et la pression dans le conduit en aval du volet.
L'organe de mesure peut selon ce deuxième exemple de mise en œuvre de l'invention, comprendre une unité de traitement déterminant la valeur de différence de pression. Cette unité de traitement peut, comme mentionné ci-dessus appartenir au circuit électronique de la vanne, étant par exemple l'un des composants de la carte électronique de ce circuit électronique.
Dans tout ce qui précède, l'ensemble peut comprendre un organe de mesure de la position du volet. Ce dernier peut, ou non, être au moins en partie intégré à la vanne. Cette intégration peut être mécanique, auquel cas l'organe de mesure est par exemple entièrement ou en partie disposé à l'intérieur d'un espace délimité par un boîtier, notamment le corps, de la vanne. En variante, ou en complément, l'organe de mesure de la position du volet peut être au moins en partie
électroniquement intégré à la vanne, auquel cas l'unité de traitement des données relevées par une sonde de cet organe de mesure peut faire partie du circuit électronique de la vanne.
Dans un tel cas, le circuit électronique de la vanne peut alors également déterminer le débit massique des gaz d'échappement recirculant à travers cette dernière à l'aide de la mesure de différence de pression de part et d'autre du volet et à l'aide de la mesure de position dudit volet. Ladite valeur du débit massique peut être déterminée à l'aide de la formule :
TEGR désignant la température des gaz d'échappement dans la boucle en amont du volet,
SEGR désignant la section de passage des gaz d'échappement dans la vanne,
Pe étant la pression des gaz d'échappement dans la boucle en amont du volet,
Pf étant la pression des gaz d'échappement dans la boucle en aval du volet,
r étant la constante des gaz, de l'ordre de 287, et
γ étant le gamma des gaz, de l'ordre de 1,37.
Le circuit électronique de la vanne peut alors fournir à une unité de contrôle distante, qui peut dans l'application automobile être l'unité de contrôle moteur (ECU en anglais), trois signaux représentatifs de grandeurs mécaniques, à savoir :
le débit massique des gaz d'échappement recirculant à travers la vanne,
la pression absolue en aval de la vanne, cette valeur de pression permettant de déterminer celle en amont du compresseur du circuit d'air, ce qui peut être utile à des fins de protection de ce compresseur, et
la position du volet de la vanne.
Le cas échéant, d'autres signaux peuvent être fournis par le circuit électronique de la vanne vers l'ECU.
Dans tout ce qui précède, l'ensemble peut comprendre un organe de mesure de la température dans la boucle. Cet organe de mesure de la température peut être au moins en partie intégré à la vanne. Cette intégration au moins partielle peut être mécanique et/ou électronique, comme cela a été exposé précédemment en ce qui concerne l'organe de mesure de la différence de pression.
En variante dans tout ce qui précède, l'ensemble peut comprendre un organe de mesure de la différence entre la température dans la boucle en amont du volet et la température dans la boucle en aval du deuxième côté du volet. Cet organe de mesure peut être au moins en partie intégré à la vanne. Cette intégration au moins partielle peut être mécanique et/ou électronique, comme cela a été exposé précédemment en ce qui concerne l'organe de mesure de la différence de pression.
L'organe de mesure de la température dans la boucle ou l'organe de mesure de la différence de température de part et d'autre du volet peut permettre de déterminer la valeur de la température des gaz d'échappement en amont du volet. On peut ainsi avoir une valeur représentative de la température des gaz en sortie du catalyseur, ou du filtre à particules ou du pot catalytique.
Tout ou partie des unités de traitement des organes de mesure mentionnés ci-dessus peuvent être en réalité une même unité de traitement. Dans un exemple particulier, une même unité de traitement est commune à tous les organes de mesure ci-dessus, notamment à l'organe de mesure de la différence de pression et à l'organe de mesure de la température.
L'ensemble peut comprendre un refroidisseur en aval duquel est disposée la vanne. Le cas échéant, l'organe de mesure peut être configuré pour déterminer la différence de pression entre l'amont du refroidisseur et l'aval du volet. Selon le premier exemple de mise en œuvre de l'invention, le premier capteur est par exemple disposé en amont du refroidisseur tandis que le deuxième capteur est disposé en aval du volet.
L'invention a encore pour objet, selon un autre de ses aspects, un procédé de détermination du débit des gaz d'échappement circulant dans une boucle de recirculation basse pression d'un circuit d'air de moteur thermique, procédé dans lequel on utilise un ensemble tel que défini ci-dessus.
Le moteur thermique est par exemple un moteur à essence. En variante, il peut s'agir d'un moteur diesel ou d'un moteur polycarburant. Le moteur peut fonctionner avec du « flex-fuel », du biocarburant ou du gpl.
L'invention pourra être mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre d'exemples de mise en œuvre non limitatifs de celle-ci et à l'examen du dessin annexé sur lequel :
la figure 1 représente de façon schématique une partie d'un circuit d'air dans lequel peut être mise en œuvre l'invention,
la figure 2 représente de façon schématique un exemple de mise en œuvre d'ensemble selon l'invention, et
- la figure 3 est une variante de ce qui est représenté sur la figure 1.
On a représenté à la figure 1 une partie d'un circuit d'air 1 de moteur thermique de véhicule auquel peut être intégré l'ensemble selon l'invention.
Le circuit d'air 1 comprend un circuit d'admission 3 et un circuit d'échappement 4.
Le circuit d'admission 3 comporte dans l'exemple considéré un filtre à air 6 et un conduit 7 d'admission pour l'air frais. Le circuit d'admission 3 comprend encore dans cet exemple un compresseur 8 de turbocompresseur, et un refroidisseur 9, permettant le refroidissement des gaz issus du compresseur 8. Ce refroidisseur 9 est communément appelé "RAS", ce qui signifie "refroidisseur d'air de suralimentation". La sortie du refroidisseur 9 peut être reliée via la vanne doseuse 11 au répartiteur d'admission du moteur qui n'est pas représenté sur la figure 1.
Le circuit d'échappement 4 comprend un conduit 13 d'échappement s'étendant depuis un répartiteur d'échappement du moteur non représenté sur la figure 1. Le circuit d'échappement 4 comporte par ailleurs une turbine de turbocompresseur non représentée, solidaire en rotation du compresseur 8 du circuit d'admission. La turbine est entraînée par les gaz d'échappement circulant dans le circuit d'échappement 4. La sortie de la turbine est ici reliée à un catalyseur qui est lui- même relié à la sortie du circuit d'échappement 4. Le circuit d'air 1 comprend encore une boucle de recirculation 20 permettant à tout ou partie des gaz d'échappement circulant dans le circuit d'échappement 4 d'être réinjectés à l'admission du moteur. Cette boucle de recirculation comporte un conduit 21 s 'étendant entre une entrée 20a dans le circuit d'échappement 3 et une sortie 20b dans le circuit d'admission 3.
L'entrée 20a de la boucle de recirculation 20, par laquelle des gaz d'échappement du circuit d'échappement 4 sont prélevés, est dans l'exemple considéré disposée en aval de la turbine, et la sortie 20b de la boucle de recirculation, par laquelle des gaz d'échappement sont réinjectés à l'admission du moteur, est disposée entre le filtre à air 6 et le compresseur 8, de sorte qu'il s'agit d'une boucle de recirculation basse pression.
Comme on peut le voir sur la figure 1, la boucle 20 comprend dans l'exemple considéré un ensemble 22 qui va maintenant être décrit plus en détail. L'ensemble 22 comprend une vanne 23 de régulation du débit des gaz d'échappement recirculant dans ladite boucle. La vanne 23 est ici une vanne « deux voies ». La vanne 23 est sur la figure 1 représentée très schématiquement. Elle comprend un corps 24 dans lequel est ménagé un conduit apte à former une partie de la boucle de recirculation 20 et un volet 25 déplaçable dans le conduit de manière à modifier la section de passage des gaz d'échappement dans la vanne 23.
Le corps 24 est par exemple réalisé en fonderie.
L'ensemble 22 comprend encore un organe 26 de mesure de la différence de pression dans la boucle 20 entre l'amont et l'aval du volet 25 ainsi qu'un refroidisseur 28 des gaz d'échappement recirculant dans la boucle 20, ce refroidisseur 28 étant placé dans la boucle 20 en amont de la vanne 23. Dans l'exemple de la figure 1, l'organe 26 permet de mesurer la différence entre la pression en amont du refroidisseur 28 et la pression en aval du volet 25.
Selon l'invention, l'organe de mesure 26 est au moins en partie intégré à la vanne 23. L'organe de mesure 26 est par exemple solidaire de la vanne 23, et reçu en tout ou partie dans le corps 24 ou tout autre boîtier de la vanne, étant dans ce cas intégré mécaniquement à la vanne en tout ou partie.
L'organe de mesure 26 peut, encore ou en variante, être intégré électroniquement en tout ou partie à la vanne 23. La vanne possède un circuit électronique comprenant par exemple une carte électronique et l'un des composants de cette carte électronique peut jouer le rôle d'unité de traitement 27 de l'organe de mesure 26. Ce composant est par exemple un microcontrôleur.
Comme on peut le voir sur la figure 2, l'organe de mesure 26 est par exemple logé en partie à l'intérieur d'un boîtier 100 dans lequel est disposé le système de transmission 101 du mouvement de l'actionneur 102 de la vanne à l'arbre 103 portant le volet 25 de la vanne.
Dans l'exemple de la figure 2, l'organe de mesure 26 de la différence de pression comprend : - un unique capteur 107 configuré pour mesurer la différence entre la pression dans la boucle 20 en amont du volet 25 et la pression dans la boucle 20 en aval du volet 25, et
- une unité de traitement 27.
Le capteur communique avec l'amont du volet 25 en utilisant un conduit 110 ménagé dans le boîtier 100 et avec l'aval du volet 25 en utilisant un conduit 111 également ménagé dans le boîtier 100.
Dans l'exemple considéré, l'organe de mesure 26 est également électroniquement intégré à la vanne 23. On peut ici utiliser le connecteur 114 de la vanne 23 pour l'alimentation électrique de l'organe de mesure 26 et pour la commande de cet organe de mesure 26 depuis une unité de contrôle distante, par exemple l'ECU du véhicule. L'unité de traitement 27 de l'organe de mesure 26 est par exemple intégrée à la carte électronique de la vanne 23.
L'ensemble 22 peut comprendre un organe de mesure 30 de la position du volet 25 et un organe de mesure 31 de la température. Chacun de ces organes de mesure 30 et 31 peut être au moins en partie intégré à la vanne 23, similairement à l'intégration au moins partielle de l'organe de mesure 26 mentionnée ci-dessus.
Dans l'exemple de la figure 1, l'organe de mesure 31 de la température est positionné en aval du volet 25, de manière à pouvoir fournir une donnée représentative de la température en amont du compresseur 8 du circuit d'admission. En variante, l'organe de mesure 31 de la température peut être disposé ailleurs. Cet organe de mesure 31 peut par exemple mesurer une différence de température entre l'amont et l'aval du volet 25.
Dans l'exemple de la figure 2, l'organe de mesure 31 de la température peut mesurer la température en un seul point de la boucle 20, par exemple en aval du volet 25, ou effectuer une mesure différentielle entre l'amont et l'aval du volet 25.
Dans un exemple similaire à celui de la figure 2, l'organe de mesure 26 comprend deux capteurs distincts, l'un étant disposé en amont du volet 25 tandis que l'autre est disposé en aval de ce volet 25. Les données mesurées par la sonde de chacun de ces capteurs sont transmises à l'unité de traitement de cet organe de mesure 26 qui détermine alors la valeur de cette différence de pression.
L'exemple de la figure 4 diffère de celui qui vient d'être décrit par le fait que l'organe 26 de mesure de la différence de pression effectue une mesure entre la pression directement en amont du volet 25 et la pression directement en aval du volet 25.
Dans tous les exemples ci-dessus, lorsqu'une information relative à la position du volet 25 pour une telle valeur de différence de pression est disponible, le débit massique des gaz recirculant dans la boucle 20 peut être calculé à l'aide de la formule de St Venan :
TEGR désignant la température des gaz d'échappement dans la boucle 20 en amont du volet 25,
SEGR désignant la section de passage des gaz d'échappement dans la vanne 23,
PE étant la pression des gaz d'échappement dans la boucle 20 en amont du volet 25,
PF étant la pression des gaz d'échappement dans la boucle 20 en aval du volet 25,
r étant la constante des gaz, de l'ordre de 287, et
γ étant le gamma des gaz, de l'ordre de 1 ,37.
L'invention n'est pas limitée aux exemples qui viennent d'être décrits.
L'invention peut par exemple être utilisée dans une boucle de recirculation haute pression d' circuit d'air de moteur thermique.

Claims

REVENDICATIONS
1. Ensemble (22) pour boucle de recirculation (20) basse pression d'un circuit d'air (1) de moteur thermique, la boucle (20) comprenant :
-une vanne (23) de régulation du débit des gaz d'échappement recirculant dans ladite boucle (20), la vanne (23) comprenant :
- un corps (24) dans lequel est ménagé un conduit apte à former une partie de la boucle de recirculation (20), et
- un volet (25) déplaçable dans le conduit de manière à modifier la section de passage des gaz d'échappement dans la vanne (23),
et,
- un organe de mesure (26) de la différence de pression dans la boucle (20) entre l'amont et l'aval du volet (25),
ledit organe de mesure (26) étant au moins en partie intégré à la vanne (23).
2. Ensemble selon la revendication 1, l'organe de mesure (26) étant au moins en partie mécaniquement intégré à la vanne (23).
3. Ensemble selon la revendication 1 ou 2, l'organe de mesure (26) étant au moins en partie électroniquement intégré à la vanne (23).
4. Ensemble selon l'une quelconque des revendications là 3, l'organe de mesure (26) de la différence de pression comprenant :
- un premier capteur mesurant la pression dans la boucle en amont du volet (25),
- un deuxième capteur mesurant la pression dans la boucle en aval du volet (25), et
- une unité de traitement permettant de déterminer ladite différence de pression à partir des valeurs mesurées par le premier et le deuxième capteur.
5. Ensemble selon la revendication 4, l'unité de traitement appartenant au circuit électronique de la vanne (23).
6. Ensemble selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, l'organe de mesure (26) de la différence de pression comprenant un unique capteur configuré pour mesurer la différence entre la pression dans la boucle (20) en amont du volet (25) et la pression dans la boucle (20) en aval du volet (25).
7. Ensemble selon la revendication 6, le capteur comprenant une unité de traitement déterminant la valeur de différence de pression, cette unité de traitement appartenant au circuit électronique de la vanne (23).
8. Ensemble selon l'une quelconque des revendications précédentes, comprenant un organe de mesure (28) de la position du volet (25).
9. Ensemble selon l'une quelconque des revendications précédentes, comprenant un organe de mesure (31) de la température dans la boucle (20) de recirculation.
10. Ensemble selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, comprenant un organe de mesure de la différence entre la température dans la boucle (20) en amont du volet (25) et la température dans la boucle (20) en aval du volet (25).
11. Procédé de détermination du débit des gaz d'échappement circulant dans une boucle de recirculation (20) basse pression d'un circuit d'air (1) de moteur thermique, procédé dans lequel on utilise un ensemble (22) selon l'une quelconque des revendications précédentes.
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