FR2844306A1

FR2844306A1 - Procede et dispositif de commande d'un moteur a combustion interne

Info

Publication number: FR2844306A1
Application number: FR0310506A
Authority: FR
Inventors: Peter Horstmann; Thomas Bleile; Benedikt Kraus; Ramon Wieland
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2002-09-07
Filing date: 2003-09-05
Publication date: 2004-03-12
Anticipated expiration: 2023-09-05
Also published as: FR2844306B1; ITMI20031697A1; JP2004100704A; DE10241505A1

Abstract

Procédé et dispositif de commande d'un moteur à combustion interne qui peut fonctionner en mode pauvre et en mode riche. Selon le procédé et le dispositif, on détermine la quantité de carburant réintroduite dans le moteur fonctionnant en mode riche.

Description

Domaine de l'invention

La présente invention concerne un procédé et un dispositif de commande d'un moteur à combustion interne, le moteur pouvant fonctionner en mode pauvre et en mode riche.

Etat de la technique Les moteurs à combustion interne récents sont équipés de systèmes de traitement des gaz d'échappement. Il s'agit notamment d'un catalyseur d'accumulation d'oxydes d'azote, qui recueille les oxydes d'azote produits par le fonctionnement normal et les convertit en des com10 posants non polluants par une phase de régénération. En outre, le système de traitement des gaz d'échappement peut comporter un filtre à

particules que l'on régénère également à des intervalles de temps donnés.

Pour la régénération on fait habituellement fonctionner le moteur à combustion interne avec un mélange riche. Dans cet état de 15 fonctionnement, le débit d'air détermine principalement le couple et c'est pourquoi on évoque alors un système piloté par l'air. Les moteurs à combustion interne à injection directe en particulier les moteurs Diesel fonctionnent avec un mélange pauvre et dans ce cas la variation de la quantité injectée se traduit par une modification directe du couple fourni par le 20 moteur (couple moteur). Ce comportement est dans ces conditions appelé

système réglé par l'alimentation en carburant.

Habituellement, dans l'unité de commande on convertit une demande de couple en une quantité de carburant à injecter. Cela suppose l'existence d'une interface de couple par laquelle l'unité de commande du 25 moteur communique avec d'autres unités de commande comme par

exemple l'unité de commande de la boîte de vitesses, l'unité de commande qui influence la force de freinage et/ou d'autres unités de commande. Habituellement, ces unités de commande échangent des signaux de couple.

C'est pourquoi il est prévu de fournir des grandeurs correspondantes à 30 l'appareil de commande comme demandes de couple. Cela est notamment

vrai pour la demande du conducteur qui est fournie notamment par la pédale d'accélérateur.

Habituellement, dans le cas de moteurs à combustion interne à injection directe notamment de moteur Diesel utilisant un mélange 35 pauvre, en fonction d'au moins la vitesse de rotation et du couple on définit la quantité correspondante de carburant à l'aide d'un champ de caractéristiques. Dans le cas de moteurs à essence, on calcule un débit d'air

à partir du couple.

Le rendement d'un moteur à combustion interne alimenté par un mélange riche dépend principalement du coefficient Lambda. Cela signifie que le coefficient Lambda doit être respecté aussi précisément que possible également pour la régénération et pour les phases transitoires en 5 sortie et/ou en entrée de régénération. Cela signifie que le rapport entre la

quantité d'air et la quantité de carburant alimentant la chambre de combustion doit être déterminé et réglé de façon aussi précise que possible.

Une difficulté est que le carburant n'est pas brlé en totalité dans le cas d'un mélange riche. Par la réintroduction des gaz d'échappement, le car10 burant imbrlé revient dans la chambre de combustion. Pour arriver à

une commande précise, il faut déterminer la quantité de carburant réintroduite.

Avantages de l'invention

Dans le procédé selon l'invention on détermine la quantité 15 de carburant réintroduite notamment en mode riche.

Ainsi en particulier avec un mélange riche, il est possible de réaliser une commande beaucoup plus précise du moteur à combustion interne en déterminant la quantité de carburant réintroduite. La détermination de cette quantité de carburant réintroduite se fait de préférence 20 avec un mélange riche. De plus la détermination de la quantité de carburant réintroduite même au passage entre un mélange pauvre et un mélange riche et/ou passage entre le mélange riche et le mélange pauvre est

une solution avantageuse.

Le dispositif selon l'invention comporte des moyens pour 25 déterminer la quantité de carburant réintroduite notamment en mode riche.

En déterminant la quantité de carburant réintroduite, on peut déterminer plus précisément le coefficient Lambda du moteur à combustion interne. Cela améliore de façon significative la commande du mo30 teur à combustion interne en particulier pendant la régénération du système de traitement des gaz d'échappement. De plus, cela permet de déterminer plus précisément les différentes grandeurs dans l'appareil de commande comme par exemple la quantité de carburant à injecter et/ou différentes grandeurs de couple. De plus, l'application de l'appareil de 35 commande en particulier pour le fonctionnement avec un mélange riche est facilitée de manière significative car on tient directement compte de la

réintroduction des gaz d'échappement dans l'appareil de commande.

Il est particulièrement avantageux d'utiliser la quantité de carburant réintroduite pour déterminer un coefficient Lambda. Le coefficient Lambda se détermine de préférence à partir de la quantité d'air, de la quantité de carburant à injecter et de la quantité de carburant imbrlée, réintroduite.

Il est en outre avantageux que partant d'une demande de couple et du coefficient Lambda on puisse déterminer un rendement.

De manière préférentielle, la quantité de carburant réintroduite se détermine à partir de la quantité de carburant imbrlée. Pour cela 10 on utilise le fait que le rapport entre la quantité d'air réintroduite et la quantité d'air totale correspond au rapport entre la quantité de carburant

imbrlée, réintroduite et la quantité de carburant imbrlée.

Il est en outre avantageux de prédéterminer la quantité de carburant imbrlée à partir d'une grandeur qui caractérise le débit 15 d'oxygène par les soupapes d'admission du moteur.

Comme autres grandeurs ou grandeurs alternatives, à partir de celles qui déterminent la quantité de carburant imbrlée, on utilise une grandeur caractérisant la quantité de carburant injectée. Pour cela on tient compte de préférence des quantités de carburant de l'injection prin20 cipale et/ou de la post-injection. La quantité de carburant par postinjection est à prendre en compte comme grandeur essentielle, cette postinjection étant faite significativement après l'injection principale.

Dessins La présente invention sera décrite ci-après de manière plus 25 détaillée à l'aide de modes de réalisation représentés dans les dessins annexés dans lesquels: - la figure i montre les éléments principaux d'une unité de commande d'un moteur à combustion interne, - la figure 2 montre les éléments essentiels pour convertir une unique 30 grandeur de couple en une quantité de carburant, - les figures 3a, 3b montrent la combinaison valable pour une première quantité de carburant en mélange riche et une seconde quantité de carburant en mélange pauvre, - la figure 4a montre le calcul de la quantité d'air totale, - la figure 5 montre la prédéfinition des quantités de carburant pour les injections partielles à partir de différentes grandeurs, - la figure 4b montre le calcul d'un coefficient Lambda, - la figure 6 montre le calcul de la quantité de carburant réintroduite,

- la figure 7 montre différents signaux en fonction du temps.

Description de modes de réalisation

La figure 1 montre les éléments principaux d'une commande d'un moteur à combustion interne. Une unité de commande 100 5 reçoit les signaux de différents capteurs. Il s'agit entre autres d'un capteur de vitesse de rotation 110, fournissant un signal de vitesse de rotation (régime) N, une consigne de couple 120 qui détermine un couple demandé M. Il s'agit dans la réalisation la plus simple d'un capteur de position de la pédale d'accélérateur. Des réalisations particulièrement avantageuses 10 peuvent concerner une interface avec d'autres unités de commande. Il est également prévu un débitmètre d'air 130 qui prédéfinit une quantité d'air mesurée MAIR. A côté de ces capteurs on peut également prévoir d'autres capteurs comme par exemple une sonde Lambda qui fournit un signal Lambda L. Partant de ces signaux, l'unité de commande 100 calcule

des signaux de commande AI pour un régulateur de débit 140 et/ou des signaux de commande A2 pour un régulateur d'air 150. Le régulateur de débit ou de dosage est de préférence une soupape notamment une soupape électromagnétique ou une soupape avec un actionneur piézo20 électrique. De telles soupapes sont habituellement appelées injecteurs.

L'organe de réglage de l'air est de préférence le volet d'étranglement ou un élément d'actionnement qui permet de définir la réintroduction des gaz d'échappement. Le premier signal Ai est fourni par un premier étage de 25 puissance 145 à partir d'un signal de quantité de carburant Q et le second signal A2 est fourni par un second étage de puissance 155 à partir d'une quantité d'air de consigne MAIRS. La quantité de carburant Q et la quantité d'air de consigne MAIRS sont définies par un circuit de traitement 160

à partir des grandeurs d'entrée.

Une partie importante de ce circuit d'exploitation 160 est

représentée en détail à la figure 2. Les éléments déjà décrits à l'aide de la figure 1 portent alors les mêmes références. En plus, le bloc 600 fournit un signal LB. La grandeur ou signal LB est la valeur Lambda LB des gaz d'échappement calculée à partir d'autres grandeurs caractéristiques de 35 fonctionnement.

Le signal de vitesse de rotation N et la demande de couple M arrivent dans un premier champ de caractéristiques 210 et dans un second champ de caractéristiques 220. La grandeur de sortie QM du premier champ de caractéristiques et encore appelée première quantité de carburant ou quantité maigre, arrive dans une première rampe 240. Le signal de sortie du second champ de caractéristiques 220 arrive par un point de combinaison 235 dont la seconde entrée reçoit le signal de sortie du troi5 sième champ de caractéristiques 230 comme seconde quantité de carburant QF encore appelée quantité riche dans une seconde rampe 250 et un point de combinaison 260. La première entrée du troisième champ de caractéristiques 230 reçoit le signal de sortie LB du bloc 600 et le signal de vitesse de rotation N. La seconde entrée de la première rampe 240 reçoit le 10 signal de sortie de la seconde rampe 250 QFR. La seconde rampe 240

fournit comme signal de sortie, la quantité de carburant Q au premier étage de puissance 145. La seconde entrée du point de combinaison 260 reçoit la demande de couple M et le signal de sortie W encore appelé rendement du point de combinaison 260 est fourni au bloc 500.

Dans le premier champ de caractéristiques 210, en fonction de la demande de couple M et de la vitesse de rotation N on définit la première quantité de carburant QM. Cette première quantité de carburant définit en mode maigre la quantité de carburant à injecter. Dans un second champ de caractéristiques 220, on enregistre la seconde quantité de 20 carburant QF qui détermine la quantité de carburant QF à injecter pour un mélange riche. Pour former la seconde quantité de carburant, on corrige le signal de sortie du second champ de caractéristiques 220 au point de combinaison 235 de préférence par multiplication avec coefficient de correction. Ce coefficient de correction est fourni par le troisième champ 25 de caractéristiques à partir du coefficient Lambda LB calculé et la vitesse de rotation N. La première quantité de carburant QM arrive à la première rampe et la seconde quantité de carburant QF arrive à la seconde rampe 250. Le signal de sortie de la seconde rampe QFR arrive également à la 30 première rampe 240. Des fonctions de rampes dépendantes du temps mélangent dans ces rampes la première quantité de carburant QM et la seconde quantité de carburant QF. Le résultat de ce mélange est fourni comme quantité de carburant Q. Les fonctions de rampes sont de sens opposé. La somme des fonctions de rampes est toujours égale à l'unité. Le 35 mélange se fait uniquement au passage du mode riche au mode pauvre ou au passage du mode pauvre au mode riche. En mode riche, on détermine uniquement la première quantité de carburant QF c'est-à-dire la quantité de carburant à injecter Q. En mode pauvre on détermine uniquement la seconde quantité de carburant QM, c'est-à-dire la quantité de carburant à injecter Q. On peut en outre prévoir des fonctions de rampes différentes au passage du mode riche au mode pauvre et au passage du mode 5 pauvre au mode riche. Les deux rampes sont représentées de manière

détaillée à la figure 4.

Partant de la quantité demandée M et de la quantité riche QF, par division au point de combinaison 240, on détermine le rendement W de l'injection de carburant en mode riche. Ce rendement en mode riche 10 W est utilisé pour calculer le coefficient de consigne de la masse d'air en

mode riche en partant de la valeur de consigne Lambda et du couple.

Dans un moteur à combustion interne qui fonctionne en mode pauvre et en mode riche, on prédéfinit une première quantité de carburant QM et une seconde quantité de carburant QF à partir au moins 15 de la vitesse de rotation et d'une demande de couple. Pour la seconde quantité de carburant QF on tient en outre compte d'un coefficient Lambda LB. La première quantité de carburant QM détermine notamment la quantité de carburant à injecter en mode pauvre; la seconde quantité de carburant QF détermine notamment la quantité de carburant en mode 20 riche. Uniquement à la transition entre le mode pauvre et le mode riche, les deux quantités de carburant définissent en commun la quantité de carburant Q à injecter. Le coefficient Lambda se calcule de préférence à partir d'autres grandeurs. Il est prévu d'enregistrer à la fois la première quantité de carburant et la seconde quantité de carburant dans un champ 25 de caractéristiques en fonction des mêmes grandeurs. Dans la détermination de la seconde quantité de carburant on tient en outre compte d'un

coefficient Lambda LB.

La figure 3a montre de manière détaillée la seconde rampe 250 et la figure 3b montre de manière détaillée la première rampe 240. Les 30 éléments déjà décrits dans les figures précédentes portent les mêmes références. Le signal de sortie QF du point de combinaison 235 arrive à un point de combinaison 300 dont la seconde entrée reçoit le signal de sortie QU d'un bloc 600. Le signal de sortie du point de combinaison 300 est appliqué à un sélecteur de minimum 310 et de là il arrive par un point de 35 combinaison 320 comme grandeur QFR à la seconde rampe 240. La seconde entrée du sélecteur de minimum 310 reçoit le signal de sortie d'un point de combinaison 330 qui combine le signal de sortie du point de combinaison 300 au signal de sortie MAX2 de la limite prédéterminée 335.

La seconde entrée du point de combinaison 320 reçoit le signal de sortie

R2 d'une seconde rampe 325.

Le signal QU est la quantité de carburant non brlée qui se calcule de préférence à partir d'autres grandeurs. La grandeur R2 est une 5 fonction prédéfinie qui prend la valeur 0 en mode pauvre et la valeur 1 en mode riche. Pendant le passage du mode riche au mode pauvre ou du mode pauvre au mode riche, la grandeur R2 prend des valeurs comprises

entre 0 et 1.

Le sélecteur de minimum 310, le point de combinaison 330 10 et la consigne de maximum 335 constituent un développement particulièrement avantageux que l'on peut supprimer dans une réalisation simplifiée. Dans ce cas, le signal de sortie du point de combinaison 330 arrive

directement à l'entrée du point de combinaison 320.

La première rampe 240 est représentée à la figure 3b. Le si15 gnal de sortie QM du premier champ de caractéristiques 210 arrive à un point de combinaison 350 et à un point de combinaison 375. La seconde entrée du point de combinaison 350 reçoit le signal de sortie Ri d'une première consigne de rampe 355. Le signal de sortie du point de combinaison 350 est appliqué au point de combinaison 360 dont la seconde en20 trée reçoit le signal de sortie QFR de la seconde rampe 250. La sortie du

point de combinaison 360 est appliquée à un sélecteur de maximum 370 dont la sortie reçoit le signal Q qui correspond au signal de sortie de la première rampe 240. La seconde entrée du sélecteur de maximum 370 reçoit le signal de sortie d'un point de combinaison 375 qui combine le 25 signal QM à la sortie MAXI d'une seconde prédéfinition de valeur de consigne 380. Les blocs 380, 375, 370 constituent un mode de réalisation préférentiel que l'on peut supprimer dans le cas d'une réalisation simplifiée.

La grandeur RI est une fonction prédéfinie qui prend la va30 leur 1 en mode maigre et la valeur 0 en mode riche. Pendant la transition du mode riche au mode maigre ou du mode maigre au mode riche la grandeur RI prend des valeurs comprises entre 0 et 1. Selon l'invention, il est prévu que la somme des valeurs RI, R2 est égale à 1. Il est prévu de préférence que les fonctions Ri, R2 en fonction du temps décrivent la 35 transition entre le mode riche et le mode pauvre et la transition du mode

pauvre au mode riche. Les fonctions pour la transition du mode riche au mode pauvre et celle du mode pauvre au mode riche peuvent être différantes.

Selon l'invention, on réduit la quantité riche QF de la quantité de carburant QU imbrlée, réintroduite; on multiplie cette valeur avec la valeur de rampe R2. De façon correspondante, on multiplie la quantité pauvre QM avec la valeur de rampe Rl et on ajoute à cette valeur la 5 quantité riche corrigée QR. On arrive ainsi à la transition souhaitée entre

le mode riche et le mode pauvre.

Selon un autre développement on fixe les valeurs MAXI et MAX2 au passage de façon que les quantités injectées Q soient limitées à la quantité stationnaire ou à la quantité définitive. On peut ainsi réduire 10 les variations brusques de couple qui peuvent être engendrées au passage

entre le mode riche et le mode pauvre ou le mode pauvre et le mode riche.

En dehors des phases transitoires il n'y a pas de limite.

La figure 4a montre le calcul de la valeur de consigne MAIRS de la quantité d'air transformée par l'étage de puissance 155 en un 15 signal de commande A2 pour le dispositif de réglage d'air 150. Les éléments déjà décrits dans les figures précédentes portent ici les mêmes références. Le signal de sortie W du point de combinaison 260 qui indique le rendement de la combinaison en mode riche est appliqué au point de combinaison 400. A ce point le signal est combiné au signal de sortie MV 20 d'une prédéfinition de couple 405. Le signal MV est la valeur du couple qui tient compte du comportement dynamique du moteur à combustion interne en particulier du système d'air. Le signal de sortie du point de combinaison 400 arrive à un point de combinaison 410 dont la seconde entrée reçoit le signal de sortie d'un autre point de combinaison 420. Le point de 25 combinaison 420 reçoit le signal LFS d'une prédéfinition de valeur de consigne Lambda 425 et le signal R d'un bloc 422. Le signal R correspond au rapport stoechiométrique et prend la valeur d'environ 14,5. Le signal de sortie MAIRF du point de combinaison 410 qui correspond à la quantité d'air pour le mode riche arrive à un point de combinaison 430 auquel ar30 rive en outre le signal de sortie R2 du bloc 325. Le signal de sortie du point de combinaison 430 est appliqué au point de combinaison 435 qui sollicite à son tour l'étage de puissance 155 avec une valeur de consigne MAIRS de la quantité d'air. La seconde entrée du point de combinaison 435 reçoit le signal de sortie d'un point de combinaison 440 dont la pre35 mière entrée reçoit le signal de sortie RI du bloc 355 et la seconde entrée reçoit le signal MAIRM fourni par une prédéfinition de quantité d'air de consigne. La prédéfinition de valeur de consigne Lambda 425, la prédéfinition de couple 405 et celle de la valeur de consigne de l'air 445 font partie de la commande 160 et fournissent les grandeurs à partir d'autres

grandeurs. Ces grandeurs sont nécessaires pour d'autres commandes.

La prédéfinition de valeur de consigne Lambda 425 fournit une valeur de consigne LFS pour le signal Lambda nécessaire pour le mode riche, pour régénérer par exemple le système de traitement des gaz d'échappement. En divisant la grandeur du couple MV et le rendement W de la combustion riche au point de combinaison 400 on obtient la quan10 tité de carburant nécessaire pour fournir le couple MV. Par multiplication

de cette quantité de carburant au point de combinaison 410 avec la valeur de consigne Lambda LFS et la constante R au point de combinaison 420, on obtient la quantité d'air MAIRF nécessaire pour le fonctionnement riche.

La demande de couple MV est une grandeur formée à partir de la demande de couple M en tenant compte des temps de parcours dans

le système d'air.

La prédéfinition de la valeur de consigne de la quantité d'air 445 définit à partir de différents paramètres, la quantité d'air MAIRM né20 cessaire pour le mode pauvre, pour assurer une combustion optimale. En mode riche, on utilise la grandeur MAIRF comme valeur de consigne MAIRS; en mode pauvre on utilise la grandeur MAIRM comme valeur de consigne MAIRS. Pour cela, on combine par multiplication la valeur de consigne de la quantité d'air pour le fonctionnement pauvre MAIRM dis25 ponible au point de combinaison 440 avec la grandeur Ri et au point de

combinaison 430 on combine par multiplication la valeur de la quantité d'air MAIRF pour le mode riche avec la grandeur R2 en procédant par multiplication. Les grandeurs RI, R2 correspondent aux grandeurs Ri, R2 utilisées aux figures 3a, 3b et servant à la communication des quantités 30 de carburant pour passer du mode riche au mode pauvre.

Selon l'invention, à partir du rendement riche W calculé selon la figure 2 à partir de la demande de couple M et de la quantité riche QF, et du coefficient Lambda LFS souhaité pour le mélange riche ainsi que couple MV on calcule la valeur de consigne de la masse d'air MAIRF pour 35 le mode riche dans le système d'air. A partir de cette valeur MAIRF et de la valeur de la quantité d'air MAIRM nécessaire au mode pauvre, selon le mode de fonctionnement on sélectionne la valeur appropriée. Pendant le passage entre les différents modes de fonctionnement, on calcule par les fonctions de rampes, la valeur de consigne MAIRS de la quantité d'air à transmettre au système d'air c'est-à-dire au second étage de puissance 155. Pour cela on utilise les mêmes fonctions de rampes que pour la

quantité de carburant.

Le système d'air règle ce débit d'air avec une certaine temporisation. Le couple MV provient du chemin de dérivation. Il s'agit d'une grandeur de couple corrigée tenant compte de la dynamique du système d'air. Cela signifie que cette grandeur du couple MV présente une avance par rapport à la demande de couple M. Cette avance doit compenser la 10 temporisation occasionnée par le système d'air. La figure 4b montre de façon détaillée une réalisation avantageuse de la détermination de la valeur lambda calculée LB. Dans une variante de réalisation, on peut également mesurer cette valeur

Lambda à l'aide d'un capteur approprié ou d'un autre procédé.

Les éléments déjà décrits dans les figures antérieures portent les mêmes références. La quantité de carburant Q qui correspond au signal de sortie de la rampe 240 et la quantité de carburant imbrlée QU réintroduite sont appliquées à un point de combinaison 450. Au signal de sortie est appliqué un point de combinaison 460 dont la seconde entrée 20 reçoit la grandeur R. Le signal de sortie du point de combinaison 460 est

appliqué au point de combinaison 470 dont la seconde entrée reçoit le signal MAIR; ce signal correspond à la quantité d'air mesurée par le capteur 130. Le signal de sortie du point de combinaison 470 correspond à la valeur Lambda calculée LB fournie par exemple au troisième champ de 25 caractéristiques 230 pour être traitée.

La valeur Lambda calculée LB résulte de la somme de la quantité de carburant injectée Q qui correspond au signal de sortie de la première rampe et la quantité de carburant imbrlée réintroduite QU.

Cette somme est multipliée par la constante R et divisée par la quantité 30 d'air MAIR.

La valeur Lambda calculée LB correspond à la valeur Lambda de l'air alimentant le moteur à combustion interne.

Pour arriver à une régénération optimum du système de traitement des gaz d'échappement, il faut qu'en mode riche, la valeur de 35 consigne Lambda LFS soit respectée aussi précisément que possible. Cela signifie que la quantité de carburant et la quantité d'air doivent toujours être dans le même rapport l'une vis-à-vis de l'autre. Le système de carburant peut modifier la quantité injectée d'une injection à l'autre. Du fait du

volume de remplissage et du temps de parcours des gaz, le système d'air a une inertie beaucoup plus grande. Selon l'invention, il est prévu pour cela d'adapter le système de carburant au comportement lent du système d'air.

La figure 5 montre une structure de régulation correspon5 dante par un schéma par blocs. Les éléments déjà décrits dans les figures précédentes portent ici les mêmes références. La quantité d'air MAIR arrive par un point de combinaison 500 à un autre point de combinaison 510 et de là à un point de combinaison 520. Le point de combinaison 500 reçoit en plus la constante R. La seconde entrée du point de combinaison 10 510 reçoit la valeur de consigne LFS du signal Lambda en mode riche qui correspond au signal de sortie de la prédéfinition de la valeur de consigne Lambda 425. La seconde entrée du point de combinaison 520 reçoit la quantité riche QF qui correspond au signal de sortie du point de combinaison 235. Le signal de sortie du point de combinaison 520 est appliqué 15 par le point de combinaison 530 au point de combinaison 550 et de là au

point de combinaison 555. Ce signal est combiné au coefficient de rampes R2 au point de combinaison 530. La seconde entrée du point de combinaison 550 reçoit le coefficient de répartition V prédéfini par le champ de caractéristiques 540 à partir des grandeurs d'entrée QF et de la vitesse de 20 rotation du moteur à combustion interne. A la sortie du point de combinaison 550 on aura la quantité de carburant QNE2 qu'il faut doser pour l'injection suivante. Ce signal est appliqué à l'étage de puissance 145 et au point de combinaison 555. Le signal de sortie du point de combinaison 555 correspond à la quantité de carburant QHE à injecter pendant 25 l'injection principale. Ce signal est appliqué à l'étage de puissance 145.

Partant de la quantité d'air mesurée MAIR, la constante R et la valeur de consigne Lambda LFS, par division de la quantité de carburant que l'on doit injecter on obtient la valeur de consigne Lambda LFS.

Cette quantité de carburant est diminuée de la quantité riche QF au point 30 de combinaison 520. Ensuite, on la pondère avec le coefficient de rampes au point de combinaison 530. Ce coefficient de rampes est égal à 1 pour le

mode riche et à 0 pour le mode pauvre.

Suivant le coefficient de répartition V on ajoute cette quantité supplémentaire à la quantité principale d'injection et à la post35 injection. Le coefficient de répartition V répartit ainsi cette quantité supplémentaire entre la quantité principale et la quantité de posteinjection en dépendant de la quantité riche QF et de la vitesse de rotation M. L'invention prévoit qu'à partir de la quantité d'air mesurée MAIR, du

rapport stoechiométrique R et de la valeur de consigne Lambda LFS, on détermine la quantité instantanée autorisée pour l'injection. On retranche la quantité riche actuelle QF et on calcule ainsi une quantité 5 corrigée QK. Le couple fourni par le moteur pour la valeur Lambda constante peut être modifié par cette correction seulement par le débit d'air. La rampe R2 garantit le passage des modes de fonctionnement et le mode riche pur. La quantité corrective est répartie en fonction de la vitesse de rotation et de la quantité riche suivant le champ de caractéristiques 540 10 entre la quantité principale injectée et la post- injection donnant le couple.

Cette répartition est nécessaire pour que la correction n'agisse pas seulement sur l'injection principale qui serait trop fortement réduite pour des

quantités de carburant importantes pour la post-injection.

Cette procédure permet de respecter très précisément la 15 valeur Lambda. Selon l'invention, à partir de la quantité d'air actuelle MAIR et la valeur de consigne Lambda pour la combustion riche LFS on calcule la quantité nécessaire de carburant. Celle-ci est différente pour le fonctionnement non stationnaire de la quantité correspondant au fonctionnement stationnaire. Cette différence est principalement occasionnée 20 par la dynamique retardée du système d'air. Cela signifie qu'il faut un

certain temps jusqu'à ce que la régulation ait modifié le système d'air sur la nouvelle valeur MAIRS. A l'aide de cette quantité corrigée QK on compense ces effets.

La difficulté du réglage précis du rapport entre les quantités 25 à injecter et la quantité d'air est que dans les systèmes avec réintroduction des gaz d'échappement en mode riche, il faut réintroduire de nouveau les hydrocarbures imbrlés dans la chambre de combustion pour la réintroduction des gaz d'échappement. Ces hydrocarbures agissent comme une quantité de carburant supplémentaire, injectée. En outre en mode pauvre, 30 des restes d'oxygène arrivent par la réintroduction des gaz d'échappement de nouveau dans les chambres de combustion. Pendant le passage du mode riche au mode pauvre c'est-à-dire au passage d'oxygène imbrlé à celui de carburant imbrlé et en mode riche il est important de tenir compte des hydrocarbures imbrlés. La prise en compte des hydrocarbu35 res imbrlés, réintroduits permet une détermination beaucoup plus précise de la valeur Lambda dans la chambre de combustion. Cela permet une commande beaucoup plus précise de la régénération dans le système de traitement des gaz d'échappement. En outre, on peut ainsi avoir une meilleure communication entre le mode pauvre et le mode riche ou entre

le mode riche et le mode pauvre.

La figure 6 montre un calcul avantageux de la quantité d'hydrocarbures imbrlés réintroduite QU. La quantité d'hydrocarbures 5 imbrlés réintroduite QU peut également se définir d'une autre manière.

Les éléments déjà décrits dans les figures antérieures portent ici les mêmes références. Un modèle 460 partant des différents paramètres de fonctionnement saisis calcule différentes quantités d'air que l'on rencontre dans un moteur à combustion interne. Les signaux correspondants sont 10 appliqués à un calculateur 615. Celui-ci fournit le signal à un point de combinaison 610 dont la seconde entrée reçoit le signal de sortie Q de la première rampe 240. Le signal de sortie du point de combinaison 610 est appliqué à un point de combinaison 620 dont la seconde entrée reçoit le signal de sortie d'un champ de caractéristiques 625. L'entrée du champ de 15 caractéristiques 625 reçoit notamment le signal de sortie M du capteur de vitesse de rotation. Le signal de sortie du point de combinaison 620 est appliqué à un point de combinaison 630 dont la seconde entrée reçoit le signal de sortie d'un point de combinaison 632. Le point de combinaison 632 reçoit le signal de sortie d'un autre champ de caractéristiques 634 20 recevant également le signal de vitesse de rotation N et le signal de sortie QNE1 d'une prédéfinition de quantité 636. Le signal de sortie du point de combinaison 630 est appliqué à un point de combinaison 640 recevant le signal de sortie d'un point de combinaison 642. Le point de combinaison 642 fournit au signal MAIRA et le signal MAIR du modèle 640. Le signal de 25 sortie du point de combinaison 640 arrive par un limiteur 650 et un filtre 600 comme signal de sortie QU notamment au point de combinaison 450

selon la figure 4.

Le calculateur 615 partant de la teneur massique en oxygène OMAIR de l'air calculée par le modèle 640 et le rapport stoechiomé30 trique R définit la quantité maximale de carburant qui peut être brlée.

L'utilisation de la grandeur OMAIR qui indique le débit d'oxygène au niveau des soupapes d'admission du moteur a des avantages notamment dans les phases de commutation entre le mode pauvre et le mode riche.

En mode pauvre, la réintroduction des gaz d'échappement conduit des 35 restes d'oxygène à l'entrée d'air du moteur à combustion interne. Pendant la phase de commutation entre le mode pauvre et le mode riche, on réduit à zéro l'oxygène réintroduit et on commence la réintroduction des hydrocarbures imbrlés. La même remarque s'applique dans l'ordre inverse pour la phase de commutation passant du mode riche au mode pauvre. La fonction présentée calcule le coefficient Lambda réel dans le moteur d'une

façon très exacte dans les phases de commutation.

Au point de combinaison 610 on retranche de cette quantité 5 de carburant qui indique la quantité maximale de carburant susceptible de brler, celle Q qui a brlé et on obtient la quantité de carburant imbrlée comme signal de sortie du point de combinaison 610. Par un champ de caractéristiques 625 dépendant de la vitesse de rotation, selon un mode de réalisation particulièrement avantageux, on corrige de ma10 nière applicative la quantité imbrlée. On peut ainsi tenir compte de

l'influence du procédé de combustion.

Au point de combinaison 640, on calcule le rapport entre le débit massique de réintroduction des gaz d'échappement MAIRA et le débit massique total dans le moteur MAIR. On réintroduit dans le même rapport 15 les hydrocarbures imbrlés si bien que l'on multiplie selon ces rapports

les quantités d'hydrocarbures imbrlés au point de combinaison 640.

Pour certains états de fonctionnement du moteur, on peut avoir une postinjection décalée qui ne donne pas de couple et pour laquelle on dose la quantité QNE1. Cette quantité de carburant n'est br20 lée en général que par fraction et n'a pas à être ajoutée à la quantité de

carburant brlée. La fraction à prendre en compte est fixée par le champ de caractéristiques 634 suivant la vitesse de rotation et peut se calculer par multiplication au point de combinaison 632 et par addition au point de combinaison 630 pour être ajoutée à la quantité de carburant imbr25 lée.

En mode pauvre, une quantité de carburant imbrlée est prise en compte de manière négative. C'est pourquoi on limite au minimum zéro cette quantité de carburant dans le bloc 640. Le filtre 600 en aval tient compte du temps de parcours des gaz des hydrocarbures im30 brlés dans la tubulure d'échappement. Dans une réalisation particulièrement avantageuse, ce filtre est réalisé sous la forme d'un élément PT1.

La figure 7 montre différents signaux en fonction du temps; à la figure 7a on a représenté la valeur de consigne Lambda LS, à la figure 7b on a représenté la valeur de consigne de la quantité d'air MAIRS et à la 35 figure 7c on a représenté la quantité de carburant injectée Q. Jusqu'à

l'instant Tl, le moteur à combustion interne fonctionne en mode pauvre.

Jusqu'à cet instant, la valeur de consigne Lambda prend la valeur optimale pour le mode pauvre qui en général se situe dans une plage de l'ordre de 2. Cette valeur est prédéfinie de préférence suivant les différents paramètres de fonctionnement pour avoir une combustion optimale. De manière correspondante, on prédéfinit également la valeur de consigne des quantités d'air pour le mode pauvre MAIRM et on les règle à l'aide de 5 l'organe de réglage 150. Pour les quantités de carburant on règle la quantité pauvre QM à l'aide de l'organe de réglage 140. Pendant cet intervalle de temps, le coefficient de rampes RI prend la valeur 1 et le coefficient de

rampes R2 prend la valeur 0.

Entre les instants T2 et T3 on régénère le système de trai10 tement des gaz d'échappement. Dans cet intervalle il est souhaitable d'avoir un mode riche c'est-à-dire que le coefficient Lambda doit être significativement inférieur à sa valeur en mode pauvre. Le mode de réalisation représenté prend pour la valeur Lambda la valeur LFS. Cette valeur est de l'ordre de 0,8. Cette valeur est prédéfinie de préférence par la commande du système de traitement des gaz d'échappement de façon à permettre une régénération de ce système. En même temps comme le montre la figure 4a on définit la valeur de consigne de la quantité d'air MAIRF en mode riche à partir de la valeur de consigne Lambda LFS, de la grandeur instantanée MV et du rendement W en mode riche. Le rendement en mode 20 riche s'obtient en divisant la quantité riche QF et le couple souhaité M au point de combinaison 260 comme le montre la figure 2. La quantité riche correspondante est extraite du second champ de caractéristiques 220 en utilisant la vitesse de rotation et la demande de couple M; on multiplie au point de combinaison 235 par un coefficient déduit du champ de caracté25 ristiques 230 pour corriger la valeur. Cette correction se fait en fonction de la vitesse de rotation et de la valeur Lambda calculée LB. Le calcul de la valeur Lambda est représenté à la figure 4b et ainsi on mesure la quantité d'air MAIR calculée à partir de la quantité de carburant à injecter Q selon la figure 2 et on réintroduit la quantité de carburant imbrlée. Cette 30 quantité de carburant imbrlée se calcule de nouveau comme présenté à la figure 6. Pendant le fonctionnement riche, le coefficient de rampes RI prend la valeur 0 et le coefficient de rampes R2 la valeur 1. La valeur de consigne de l'air MAIRS est définie dans cette phase de fonctionnement

essentiellement par la quantité riche de l'air MAIRF.

La régénération se termine à l'instant T3 et on se trouve de nouveau dans les mêmes conditions qu'avant l'instant TI. Entre les instants Tl et T2 on a le passage du mode pauvre au mode riche; entre les instants T3 et T4 on a le passage du mode riche au mode pauvre. Dans ces intervalles, les coefficients de rampes Ri et R2 prennent des valeurs intermédiaires entre 0 et 1, la somme des deux coefficients de rampes étant toujours égale à 1. La quantité de carburant injectée Q se calcule pendant ces phases à partir de la quantité riche QF et de la quantité pau5 vre QM. La même remarque s'applique également à la valeur de consigne de la quantité d'air MAIRS qui se calcule également comme le montre la figure 4a à partir de la quantité d'air maigre MAIRM et de la quantité d'air riche MAIRF. Le rapport entre la quantité d'air maigre et la quantité d'air

riche se fixe par les coefficients de rampes RI, R2.

En variante à la mesure de la quantité d'air MAIR à l'aide

d'un capteur on peut utiliser un modèle approprié pour calculer cette quantité d'air fournie au moteur à combustion interne en utilisant également d'autres paramètres de fonctionnement.

Claims

REVENDICATIONS ) Procédé de commande d'un moteur à combustion interne, le moteur pouvant fonctionner en mode pauvre et en mode riche, caractérisé en ce qu' on détermine la quantité de carburant réintroduite notamment en mode riche. 2 ) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu' on utilise la quantité de carburant réintroduite pour déterminer un coefficient Lambda. ) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu' on prédéfinit le coefficient Lambda à partir d'une quantité d'air, de la quantité de carburant injectée et d'une quantité de carburant imbrlée. ) Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que partant d'un couple demandé et de la valeur Lambda on prédéfinit le rendement. ) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu' on prédéfinit la quantité de carburant réintroduite à partir d'une quantité de carburant imbrlée.

6 ) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu' on prédéfinit la quantité de carburant imbrlée à partir d'une grandeur

caractérisant le débit d'oxygène dans les soupapes d'admission du moteur.

) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'

on définit la quantité de carburant imbrlée à partir d'une grandeur caractérisant la quantité de carburant injectée.

) Dispositif de commande d'un moteur à combustion interne susceptible de fonctionner en mode pauvre et en mode riche, caractérisé en ce qu'

il comporte des moyens pour déterminer la quantité de carburant réintro5 duite notamment en mode riche.