FR2776715A1 - Dispositif et procede de regulation de recyclage de gaz d'echappement - Google Patents

Dispositif et procede de regulation de recyclage de gaz d'echappement Download PDF

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Abstract

Ce dispositif comprend un dispositif servant à déterminer une valeur réelle du taux de recyclage de gaz d'échappement en fonction d'au moins une grandeur de fonctionnement du moteur à combustion interne, un organe de réglage (1) ayant une influence sur le taux de recyclage de gaz d'échappement et un régulateur (3) dont une grandeur de régulation est le taux de recyclage de gaz d'échappement et dont une grandeur de réglage correspond à une valeur de consigne de position prévue pour la position de l'organe de réglage.Il comporte un régulateur de position (2) dont une grandeur de commande correspond à la valeur de consigne de position, dont une grandeur de régulation est la position de l'organe de réglage et dont une grandeur de réglage exerce son action sur l'organe de réglage.

Description

L'invention concerne un dispositif de régulation du taux de recyclage de
gaz d'échappement dans un moteur à combustion interne, du type comprenant un dispositif servant à déterminer une valeur réelle du taux de recyclage de gaz d'échappement en fonction d'au moins une grandeur de fonctionnement du moteur à combustion interne, un organe de réglage ayant une influence sur le taux de recyclage de gaz d'échappement et un régulateur dont une grandeur de régulation est le taux de recyclage de gaz d'échappement et dont une grandeur de réglage correspond à une valeur de consigne de position prévue
pour la position de l'organe de réglage.
L'invention a également pour objet un procédé de régulation du taux de recyclage de gaz d'échappement dans un moteur à combustion interne, du type selon lequel une valeur réelle du taux de recyclage de gaz d'échappement est déterminée en fonction d'au moins une grandeur de fonctionnement du moteur à combustion interne, une valeur de consigne du taux de recyclage de gaz d'échappement est préfixée et une valeur de consigne de position prévue pour la position d'un organe de réglage est fournie par un régulateur en fonction de l'écart existant entre la valeur de consigne et la valeur réelle du taux de
recyclage de gaz d'échappement.
Un moteur à combustion interne comportant un recyclage de gaz d'échappement (AGR) est par exemple connu par DE 196 15 545 Cl. Dans de tels moteurs à combustion interne, notamment dans le cas de moteurs Diesel, il est nécessaire, pour des raisons concernant la technique de combustion, d'assurer des taux de recyclage de gaz d'échappement définis sur toute l'étendue du domaine de travail. En raison de la différence existant entre la pression d'admission du côté admission et la contrepression de gaz d'échappement du côté échappement, le taux de recyclage de gaz d'échappement (taux AGR) s'établit en fonction de la position d'une valve AGR. Le taux de recyclage de gaz d'échappement nécessaire à chaque instant dépend du point de fonctionnement du moteur à combustion interne et est réglé au moyen d'une
régulation dépendant d'une table caractéristique.
A cet effet, il est nécessaire de concevoir une stratégie de régulation qui permette aussi bien une variation rapide des grandeurs de commande qu'une
réaction optimale à des perturbations.
La figure 2 représente, sous une forme simplifiée,
un système de régulation à régulation AGR.
D'une manière connue, une partie d'un débit massique
de gaz d'échappement quittant une chambre de combustion -
habituellement un cylindre - est renvoyée, en tant que débit massique AGR et par l'intermédiaire d'une conduite de recyclage de gaz d'échappement, au côté admission o ce débit massique AGR se mélange à de l'air frais. La partie restante du débit massique de gaz d'échappement parvient, par l'intermédiaire d'un collecteur de gaz d'échappement et d'un organe de réglage de pression d'admission, à une turbine de gaz d'échappement qui est accouplée mécaniquement à une turbine de compresseur disposée dans la zone d'admission. L'organe de réglage de pression d'admission peut aussi être disposé dans un conduit de dérivation disposé en parallèle par rapport à la turbine de gaz d'échappement. La turbine de compresseur produit, du côté admission, une pression d'admission pour le débit massique correspondant au débit massique d'admission qui est envoyé au cylindre. D'une manière connue, pour assurer la régulation de la pression d'admission, il est prévu un régulateur de pression d'admission qui reçoit, en tant que grandeur de commande et au moyen d'une commande de moteur, une valeur de
consigne pour la pression d'admission.
Sous l'effet de la différence de pression existant entre la pression d'admission et la pression de gaz d'échappement, il s'établit, dans le conduit de recyclage de gaz d'échappement, un débit massique AGR (taux de recyclage de gaz d'échappement) qui peut être soumis à l'influence d'une valve AGR. Cette valve AGR est habituellement réalisée sous forme d'un papillon d'étranglement et est réglée au moyen d'un régulateur AGR. La figure 3 représente, sous une forme détaillée, une régulation AGR qui trouve également une application
dans le système de régulation de la figure 2.
D'une manière connue, le régulateur AGR détermine par le calcul la valeur réelle du débit massique AGR et le compare à une valeur de consigne qui est préfixée par la commande de moteur et a été déposée en mémoire sous
forme de table caractéristique.
Les régulations AGR jusqu'à présent connues présentent l'inconvénient que le domaine de commande mathématiquement disponible n'est pas représenté d'une manière linéaire par les éléments électriques, mécaniques
ou pneumatiques présents dans le circuit de régulation.
Ceci signifie que le domaine de commande théoriquement utilisable ne peut être utilisé que partiellement dans la pratique. Un franchissement vers le haut du domaine linéaire exerce toutefois une action négative sur le comportement dynamique de l'ensemble du processus de régulation. Ainsi qu'il s'est avéré, une limitation des sorties de régulateur en raison de tolérances des éléments structurels n'est également possible que d'une
manière restreinte.
L'invention a pour but de fournir un dispositif et un procédé, permettant d'assurer la régulation du taux de recyclage de gaz d'échappement, au moyen desquels les inconvénients se présentant dans l'état de la technique
se trouvent évités.
Dans ce but, l'invention a pour objet un dispositif, du type générique défini en introduction, qui est caractérisé par un régulateur de position dont une grandeur de commande correspond à la valeur de consigne de position, dont une grandeur de régulation est la position de l'organe de réglage, et dont une grandeur de
réglage exerce son action sur l'organe de réglage.
Dans le même but, l'invention a également pour objet un procédé, du type générique défini en introduction, qui est caractérisé en ce qu'un régulateur de position fournit un signal de réglage, destiné à l'organe de réglage, en fonction de la valeur de consigne de position et d'une valeur réelle de position correspondant à la
position effective de l'organe de réglage.
Le dispositif de régulation conforme à l'invention peut aussi présenter l'une des deux particularités suivantes ou les deux: - l'organe de réglage est une valve de recyclage de gaz d'échappement, - au moins l'un des éléments constitué par le régulateur et le régulateur de position est réalisé sous
forme d'un régulateur proportionnel et intégral.
L'invention est caractérisée par une régulation en cascade comportant un circuit de régulation intérieur dans lequel une confirmation en retour d'un organe de réglage AGR, par exemple une valve AGR, réalisée au moyen de la position de valve, c'est-à-dire d'une valeur réelle de position de la valve AGR, est comparée dans un régulateur de position à une valeur de consigne prévue pour la position de valve AGR. En cas d'écarts, le régulateur de position produit un signal de réglage servant au réglage après-coup de la valve AGR. Ce circuit de régulation intérieur rapide permet un comportement dynamique amélioré de l'ensemble de la régulation AGR. En particulier, des défauts de linéarité constituant un inconvénient pour le comportement de régulation peuvent
être évités.
L'invention est exposée ci-après en détail en se
référant aux figures.
On voit: à la figure 1, une régulation AGR conforme à l'invention, à la figure 2, un système de régulation connu comportant une régulation AGR et, à la figure 3, une représentation détaillée de la
régulation AGR de la figure 2.
Le fonctionnement d'une régulation AGR connue a déjà été décrit à l'aide des figures 2 et 3. L'invention est exposée ci-après à l'aide de la figure 1, cette figure 1
comportant une structure analogue à la figure 3.
La figure 1 représente une valve AGR 1, servant d'organe de réglage, qui est commandée par un régulateur de position 2 au moyen d'un signal PWM (pulse width modulation = modulation d'impulsions en largeur). La position réelle, c'est-à-dire la valeur réelle de la position de valve AGR, est renvoyée au régulateur de position en tant que valeur réelle de position et est comparée à une position de consigne, c'est-à- dire une valeur de consigne de la position de valve AGR (valeur de consigne de position). D'une manière classique, la valeur de consigne de position est fournie par un régulateur AGR 3 qui compare une valeur réelle du débit massique AGR à une valeur de consigne, dépendant d'une table
caractéristique, de ce débit massique AGR.
En raison de la différence de pression existant entre le côté admission et le côté échappement, le débit massique AGR effectif constituant la valeur réelle s'établit en fonction de la position effective de la
valve AGR (valeur réelle de position).
La réaction rapide de la valeur réelle de la position de valve AGR et la régulation au moyen du régulateur de position, prévues en supplément par rapport à l'état de la technique, permettent de pouvoir éviter de
quitter le domaine de commande linéaire de la régulation.
Cela permet automatiquement d'assurer la limitation du circuit de régulation extérieur qui est due à la technique de mesure et d'améliorer les propriétés
dynamiques du processus de régulation.
Suivant les cas d'utilisation, des régulateurs proportionnels et intégraux (PI) se sont avérés avantageux pour le régulateur de position et le
régulateur AGR.

Claims (4)

REVENDICATIONS
1. Procédé de régulation du taux de recyclage de gaz d'échappement dans un moteur à combustion interne, selon lequel une valeur réelle du taux de recyclage de gaz d'échappement est déterminée en fonction d'au moins une grandeur de fonctionnement du moteur à combustion interne, une valeur de consigne du taux de recyclage de gaz d'échappement est préfixée et une valeur de consigne de position prévue pour la position d'un organe de réglage est fournie par un régulateur en fonction de l'écart existant entre la valeur de consigne et la valeur réelle du taux de recyclage de gaz d'échappement, caractérisé en ce qu'un régulateur de position (2) fournit un signal de réglage, destiné à l'organe de réglage, en fonction de la valeur de consigne de position et d'une valeur réelle de position correspondant à la
position effective de l'organe de réglage.
2. Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 1 de régulation du taux de recyclage de gaz d'échappement dans un moteur à combustion interne, ledit dispositif comprenant - un dispositif servant à déterminer une valeur réelle du taux de recyclage de gaz d'échappement en fonction d'au moins une grandeur de fonctionnement du moteur à combustion interne, - un organe de réglage ayant une influence sur le taux de recyclage de gaz d'échappement et - un régulateur dont une grandeur de régulation est une valeur réelle du taux de recyclage de gaz d'échappement et dont une grandeur de réglage correspond à une valeur de consigne de position prévue pour la position de l'organe de réglage, caractérisé par un régulateur de position (2) - dont une grandeur de commande correspond à la valeur de consigne de position, - dont une grandeur de régulation est la position de l'organe de réglage (1) et - dont une grandeur de réglage exerce son action sur
l'organe de réglage.
3. Dispositif suivant la revendication 2, caractérisé en ce que l'organe de réglage (1) est une valve de recyclage de gaz d'échappement.
4. Dispositif suivant l'une quelconque des
revendications 2 et 3, caractérisé en ce qu'au moins l'un
des éléments constitué par le régulateur (3) et le régulateur de position (2) est réalisé sous forme d'un
régulateur proportionnel et intégral.
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