FR2858020A1 - Procede de commande d'un moteur a combustion interne comprenant une derivation entre le compresseur et le collecteur - Google Patents

Procede de commande d'un moteur a combustion interne comprenant une derivation entre le compresseur et le collecteur Download PDF

Info

Publication number
FR2858020A1
FR2858020A1 FR0308983A FR0308983A FR2858020A1 FR 2858020 A1 FR2858020 A1 FR 2858020A1 FR 0308983 A FR0308983 A FR 0308983A FR 0308983 A FR0308983 A FR 0308983A FR 2858020 A1 FR2858020 A1 FR 2858020A1
Authority
FR
France
Prior art keywords
air
temperature
exchanger
engine
collector
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
FR0308983A
Other languages
English (en)
Other versions
FR2858020B1 (fr
Inventor
Laurent Fontvieille
Jacques Olivier Lombardin
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.)
Renault SAS
Original Assignee
Renault SAS
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Renault SAS filed Critical Renault SAS
Priority to FR0308983A priority Critical patent/FR2858020B1/fr
Publication of FR2858020A1 publication Critical patent/FR2858020A1/fr
Application granted granted Critical
Publication of FR2858020B1 publication Critical patent/FR2858020B1/fr
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/0002—Controlling intake air
    • F02D41/0007—Controlling intake air for control of turbo-charged or super-charged engines
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B29/00—Engines characterised by provision for charging or scavenging not provided for in groups F02B25/00, F02B27/00 or F02B33/00 - F02B39/00; Details thereof
    • F02B29/04—Cooling of air intake supply
    • F02B29/0406—Layout of the intake air cooling or coolant circuit
    • F02B29/0418—Layout of the intake air cooling or coolant circuit the intake air cooler having a bypass or multiple flow paths within the heat exchanger to vary the effective heat transfer surface
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B29/00—Engines characterised by provision for charging or scavenging not provided for in groups F02B25/00, F02B27/00 or F02B33/00 - F02B39/00; Details thereof
    • F02B29/04—Cooling of air intake supply
    • F02B29/0493—Controlling the air charge temperature
    • 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
    • F02M26/13—Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories
    • F02M26/22—Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories with coolers in the recirculation passage
    • F02M26/23—Layout, e.g. schematics
    • 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
    • F02M26/13—Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories
    • F02M26/22—Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories with coolers in the recirculation passage
    • F02M26/33—Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories with coolers in the recirculation passage controlling the temperature of the recirculated gases
    • 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
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12—Improving ICE efficiencies

Abstract

Le procédé sert à la commande d'un moteur (2) à combustion interne comportant :- un compresseur (8) ;- un échangeur (10) pour refroidir une fraction d'air provenant du compresseur ;- un collecteur (14) recevant de l'air de l'échangeur ; et- une dérivation (18) conduisant une autre fraction de l'air du compresseur directement vers le collecteur.On règle des débits de l'air dans l'échangeur et la dérivation pour qu'une température de l'air dans le collecteur approche le plus possible d'une valeur prédéterminée.

Description

L'invention concerne la commande d'un moteur à combustion
interne. Elle concerne plus généralement le contrôle moteur.
Le contrôle moteur est la technique de gestion d'un moteur à combustion interne avec l'ensemble de ses capteurs et actionneurs. 5 L'ensemble des lois de contrôle commande (stratégies logicielles) et des paramètres de caractérisation (calibrations) d'un moteur est contenu dans un calculateur appelé UCE (unité de contrôle électronique). Dans la suite, nous allons présenter le cas du moteur diesel sur lequel l'utilisation de la recirculation des gaz d'échappement (EGR) s'est généralisée. Mais 10 I'invention peut être appliquée au cas du moteur essence.
La quantité d'oxydes d'azote produit par un moteur diesel est fortement liée à la composition du mélange réactif dans les cylindres du moteur en air et en carburant et à la présence de gaz inertes. Ces gaz ne participent pas à la combustion et proviennent d'un circuit dérivant une 15 partie des gaz d'échappement vers le circuit d'admission. Ce circuit permet la recirculation des gaz d'échappement (EGR). L'EGR est assuré en mettant en communication le circuit d'échappement et le circuit d'admission via une section de passage dont la dimension est réglée par une vanne EGR. Dans certains cas, une vanne d'admission en amont du mélange peut 20 être utilisée pour augmenter la différence de pression aux bornes du circuit EGR et donc pour augmenter le taux d'EGR. L'EGR permet de baisser la quantité d'oxydes d'azote mais il risque d'augmenter les fumées si taux d'EGR est trop élevé. Il est donc nécessaire de calculer la quantité juste nécessaire d'EGR.
L'unité de contrôle électronique (UCE) est utilisée pour calculer les consignes de carburant à injecter et de quantité d'EGR.
La quantité de carburant est limitée en fonction de la quantité d'air frais qui entre dans le moteur. Cette quantité d'air frais est soit mesurée (débitmètre), soit calculée (estimation de masse d'air).
Pour l'EGR, le besoin est le suivant: I'UCE doit calculer une consigne de débit d'EGR en fonction du point de fonctionnement moteur et de réglages contenus en mémoire.
En résumé, le débit d'air entrant dans le moteur est utilisé pour limiter les fumées et pour réguler l'EGR. Il est donc important d'avoir une certaine précision sur cette grandeur.
Les normes de dépollution étant de plus en plus sévères, la quantité 5 de particules rejetée par un moteur diesel est de plus en plus faible. Le filtre à particules est une solution qui permet de réduite la quantité de particules rejetée dans l'environnement. Il est composé d'un ensemble de micro canaux dans lesquels une grande partie des particules se trouve piégée.
Une fois le filtre plein, il faut vider le filtre en brûlant les particules. Cette 10 phase est appelée: régénération . La régénération peut être obtenue soit par un dispositif de chauffe, soit par des réglages moteur spécifiques.
Le filtre à particules est placé dans la ligne d'échappement après le turbo compresseur.
De plus, un catalyseur peut être placé dans la ligne d'échappement 15 en amont du filtre à particules pour oxyder les hydrocarbures imbrûlés du moteur. Ce catalyseur n'est efficace qu'au dessus d'une certaine température, et une fois dépassé ce seuil, l'élimination des hydrocarbures est active et le catalyseur est amorcé.
Le turbocompresseur est composé d'une turbine et d'un 20 compresseur dans le but d'augmenter la quantité d'air admise dans les cylindres. La turbine est placée à la sortie du collecteur d'échappement et est entraînée par les gaz d'échappement. La puissance fournie par les gaz d'échappement à la turbine peut être modulée en installant une soupape de décharge (waste gate) ou des ailettes (turbo à géométrie variable: TGV). 25 Le compresseur est monté sur le même axe que la turbine. Il comprime l'air qui entre dans le collecteur d'admission. Un actionneur est utilisé pour piloter l'ouverture et la fermeture de la soupape ou des ailettes. Le signal de commande de l'actionneur est fourni par l'UCE et permet d'asservir la pression dans le collecteur d'admission. La consigne de pression collecteur 30 est calculée par î'UCE. La pression collecteur est mesurée via un capteur de pression placé sur le collecteur d'admission.
Sur les moteurs suralimentés, un échangeur est placé à la sortie du compresseur pour refroidir l'air compressé dans le but d'augmenter sa densité, donc le remplissage du moteur et donc ses performances. Les performances de refroidissement d'un échangeur sont définies en fonction du niveau des performances maximales du moteur et d'une température maximale de l'air à l'entrée du compresseur.
La formule suivante permet de calculer la température de l'air compresseur: Tfltre tPomp fr1 Tcomp = - + 7cop 17comIp _ flItr avec: Tcomp = Température de l'air en sortie du compresseur en K, 10 Tfiltre = Température de l'air à l'entrée du compresseur en K, Pcomp = Pression en sortie du compresseur en Pa, Pfiltre = Pression à l'entrée du compresseur en Pa, llcomp = Rendement du compresseur, Yair = Rapport de chaleur spécifique de l'air = 1,4.
Nous pouvons apporter une simplification à cette formule en disant que le rendement du compresseur est constant et proche de 1. Le calcul de la température compresseur devient donc: 7,Ar-1 Tcomp = Tf I,r1 PoP fltre J Nous voyons que la température de l'air en sortie du compresseur 20 est fonction de la température d'entrée et du rapport de pression à un exposant près.
Le calcul de la température en sortie de l'échangeur n'est pas aussi simple, car elle dépend de nombreux paramètres extérieurs, comme la vitesse et la température extérieure. Nous l'appelons Téoh.
Par exemple, pour une température à l'entrée du compresseur de 20 C et une pression à l'entrée du compresseur de 1013 hPa, la température du compresseur suit exactement les variations de la pression en sortie du compresseur. Il est aussi important de remarquer que la température en sortie de l'échangeur est pratiquement constante de part la grande efficacité de l'échangeur.
Dans le cas de l'utilisation d'un circuit de dérivation (ou bypass) par rapport à l'échangeur, il est possible de détourner une proportion du débit 5 d'air sortant du compresseur directement vers le moteur dans le but d'augmenter la température TCOI de l'air frais entrant dans le collecteur d'admission du moteur avant le mélange avec les gaz d'EGR. La température d'air collecteur résulte du mélange des débits air échangeur Qéch et bypass échangeur Qbyp et peut être exprimée par la relation 10 suivante: col = Téch Qéch + Tbyp Qbyp Qéch +Qbyp avec Tbyp = Tcomp La température d'air collecteur d'admission Tcol est bornée sur la plage [Tcol, Tbyp].
L'augmentation de la Tcol via le bypass échangeur a pour objectifs: augmenter l'apport de calories lorsque le moteur est froid pour réduire le temps de monté en température et ainsi réduire la consommation, effectuer la même augmentation pour améliorer le chauffage de 20 I'habitacle du véhicule, - augmenter l'apport de calories à l'échappement lorsque le catalyseur est froid pour réduire le temps d'amorçage et ainsi réduire le coût en métaux précieux (platine), et - augmenter l'apport en calories à l'échappement lorsque une 25 régénération du filtre à particules est nécessaire.
Les deux derniers objectifs reposent sur le principe que toute augmentation de température ATco0 à l'admission d'un moteur provoque une augmentation de la température avant la turbine ATavt telle que: AT,,, = c.ATo, avec c = 1.
Le bypass échangeur comprend une vanne à trois voies. Elle peut être placée soit en amont, soit en aval de l'échangeur. Elle comprend deux volets reliés mécaniquement: I'un est normalement fermé et l'autre normalement ouvert en position de repos (0%) et inversement en position 5 pleine commande (100%). L'actionneur peut être électrique ou pneumatique.
Un but de l'invention est de chercher à obtenir la température Tcol optimale pour le fonctionnement du moteur.
Plus précisément, un but de l'invention est de réduire le temps de 10 montée en température et ainsi réduire la consommation.
Un autre but de l'invention est d'améliorer le chauffage de l'habitacle du véhicule.
Un autre but de l'invention est de réduire le temps d'amorçage, et ainsi réduire le coût en métaux précieux (par exemple en platine).
Enfin, un autre but de l'invention est d'augmenter l'apport de calories à l'échappement lorsqu'une régénération du filtre à particules est nécessaire.
A cet effet, on prévoit selon l'invention un procédé de commande d'un moteur à combustion interne comportant: 20 - un compresseur; - un échangeur pour refroidir une fraction d'air provenant du compresseur; - un collecteur recevant de l'air de l'échangeur; et - une dérivation conduisant une autre fraction de l'air du 25 compresseur directement vers le collecteur, dans lequel on règle des débits de l'air dans l'échangeur et la dérivation pour qu'une température de l'air dans le collecteur approche le plus possible d'une valeur prédéterminée.
Ainsi, on optimise la température de l'air entrant dans le collecteur 30 par un réglage adapté des débits d'air dans l'échangeur et la dérivation.
Il s'ensuit par exemple qu'on peut augmenter l'apport de calories lorsque le moteur est froid pour réduire le temps de montée en température et ainsi réduire la consommation. On peut réaliser la même augmentation afin d'améliorer le chauffage de l'habitacle du véhicule. On peut également augmenter l'apport de calories à l'échappement lorsque le catalyseur est froid pour réduire le temps d'amorçage et ainsi réduire le coût en métaux précieux. Enfin, on peut augmenter l'apport de calories à l'échappement lorsqu'une régénération du filtre à particules est nécessaire.
Le procédé selon l'invention pourra en outre présenter au moins l'une quelconque des caractéristiques suivantes: - on détermine la valeur prédéterminée avant chaque étape de réglage; - on détermine la valeur prédéterminée en fonction de l'une au moins des données suivantes: - un régime du moteur; - un débit d'un carburant dans le moteur; - un débit d'air dans le moteur; - une température d'eau dans le moteur; - une température d'air entrant dans le compresseur; - une température d'un gaz d'échappement en amont de la turbine, - une température d'un gaz d'échappement en amont d'un 20 filtre à particules du moteur; et - une température d'un gaz d'échappement dans un catalyseur du moteur; - on détermine la valeur prédéterminée au moyen des étapes consistant à calculer une première valeur intermédiaire en fonction d'au 25 moins une donnée principale prédéterminée et modifier au moins une fois cette valeur intermédiaire en tenant compte d'au moins une donnée secondaire prédéterminée respective; - la modification est un abaissement; - les données principales comprennent un régime du moteur et un 30 débit d'un carburant dans le moteur; - on mesure la température de l'air entrant dans le collecteur; - on détermine les débits de l'air en fonction de l'une au moins des données suivantes: - un écart entre la valeur prédéterminée et une température de l'air dans le collecteur; et - une pression des gaz dans le collecteur.
- on détermine les débits de l'air en fonction de l'une au moins des données suivantes: - l'écart ETcol entre la valeur prédéterminée et la température de l'air dans le collecteur; - | TCOI. dt, ou t est le temps; et dPcol c- loù Pco, est la pression du gaz dans le collecteur; dt - on détermine un rapport des débits de l'air dans l'échangeur et la dérivation; et - on détermine le rapport RCOby des débits de l'air par la formule: RCOby = Kp. ETcoI + Ki | TcoI. dt - KD dPol dt Oë Kp, KI et KD sont des paramètres prédéterminés.
On prévoit également selon l'invention un moteur à combustion interne comportant: - un compresseur; - un échangeur apte à refroidir une fraction d'air provenant du compresseur; - un collecteur disposé pour recevoir l'air de l'échangeur; - une dérivation disposée pour conduire une autre fraction de l'air du compresseur directement vers le collecteur; - des moyens de réglage des débits de l'air dans l'échangeur et la dérivation; et - une unité de contrôle électronique agencée pour commander les moyens de réglage de sorte qu'une température de l'air entrant dans le collecteur approche le plus possible d'une valeur de consigne prédéterminée.
Le moteur selon l'invention pourra présenter en outre au moins l'une quelconque des caractéristiques suivantes: - il comprend un capteur de température logé dans le collecteur; - le capteur est à coefficient de température négatif; - I'unité de contrôle comprend un régulateur de type proportionnel intégral; - il comprend une vanne de commande de débits de gaz dans l'échangeur et la dérivation, agencée de sorte que les débits sont fonction l'un de l'autre; - la vanne est placée en amont de l'échangeur; et - la vanne est placée en aval de l'échangeur.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront encore dans la description suivante d'un mode préféré de réalisation donné à titre d'exemple non limitatif en référence aux dessins annexés sur 15 lesquels: - La figure 1 est une vue schématique d'un moteur selon l'invention; - La figure 2 est un organigramme illustrant les différents calculs successifs effectués dans le présent mode de mise en oeuvre du procédé de l'invention sur le moteur de la figure 1; - La figure 3 est un organigramme détaillé illustrant les différentes étapes de la détermination de la consigne de température dans le présent mode de mise en oeuvre du procédé; - La figure 4 est un organigramme illustrant les différentes étapes de la détermination des débits dans le présent mode de mise en oeuvre du 25 procédé; - La figure 5 est un organigramme rassemblant les organigrammes des figures 3 et 4; et - La figure 6 est un graphique illustrant différentes courbes des températures obtenues dans la présente mise en oeuvre du procédé de 30 I'invention.
En référence à la figure 1, on va tout d'abord décrire un moteur selon un mode préféré de réalisation de l'invention. Dans le présent exemple, le moteur est un moteur diesel, mais il pourrait s'agir d'un moteur à essence.
Le moteur 2 comprend une entrée 4 d'air frais communiquant avec l'extérieur du véhicule. Le moteur comporte un filtre à air 6 s'étendant en aval de l'entrée 4 et un compresseur 8 s'étendant en aval du filtre 6 par référence au sens de l'écoulement de l'air. Le compresseur 8 est relié au filtre à air par une canalisation adaptée.
Le compresseur est également entraîné par une turbine 9 et forme avec celle-ci un turbocompresseur. La turbine 9 est entraînée par les gaz d'échappement du moteur comme expliqué plus haut..
Le moteur comprend un échangeur 10 relié par un conduit 12 au 10 compresseur afin de recevoir une première fraction de l'air provenant de ce dernier. Le moteur comprend un collecteur 14 s'étendant en aval de l'échangeur 10 et recevant l'air provenant de ce dernier via une canalisation 16.
Le moteur comprend en outre une canalisation de dérivation 18 15 débouchant à son extrémité amont dans la canalisation 12 entre le compresseur 8 et l'échangeur 10, et à son extrémité aval dans la canalisation 16 entre l'échangeur 10 et le collecteur 14. Cette dérivation est apte à conduire une deuxième fraction de l'air provenant du compresseur 8 directement vers le collecteur 14 sans passer par conséquent par 20 l'échangeur 10.
Par ailleurs, d'une façon également connue en soi, une partie (gaz d'EGR) des gaz d'échappement provenant des chambres de combustion est réacheminée jusqu'au collecteur 14 en traversant un refroidisseur 22 tandis qu'une autre fraction de ces gaz d'échappement traverse un 25 catalyseur et un filtre à particule 24 puis un pot d'échappement pour être évacuée à l'extérieur du véhicule.
D'une façon connue en soi, le moteur comprend des chambres de combustion du mélange dans lesquelles sont mobiles des pistons respectifs 20. Le gaz formé par l'air frais et les gaz d'EGR provenant du collecteur 14 30 est acheminé jusqu'à ces chambres.
Le moteur comprend également une unité centrale électronique 26 assurant le contrôle et la commande de différents paramètres du moteur.
Pour la mise en oeuvre du procédé selon l'invention telle qu'on la décrira dans la suite, I'unité 26 comprend un régulateur de type proportionnelintégral.
Le moteur comprend des moyens de réglage du débit d'air dans l'échangeur 10 et du débit d'air dans la dérivation 18. En l'espèce, ces 5 moyens comprennent une vanne 28 à trois voies comprenant deux volets s'étendant respectivement dans le conduit 18 et dans une portion du conduit 12 s'étendant en parallèle avec le conduit 18 en amont de l'échangeur 10. La vanne 28 est agencée de sorte que les deux volets sont asservis en position l'un à l'autre par des moyens de liaison mécaniques. 10 Une telle vanne est connue en elle-même. De la sorte, le débit dans la dérivation 18 est fonction du débit dans l'échangeur 10 et inversement.
Comme on va le voir, I'unité 26 est agencée pour commander les deux volets de la vanne 28 de sorte qu'une température de l'air entrant dans le collecteur 14 approche le plus possible d'une valeur de consigne 15 prédéterminée.
Le moteur comprend un capteur de température 15 logé à l'entrée du collecteur 14. Ce capteur d'un type connu en soi est à coefficient de température négatif.
On va maintenant présenter un mode de mise en oeuvre du procédé 20 de l'invention.
Ce mode vise à réguler la température de l'air traversant le collecteur 14 au moyen de la vanne 28. Pour cela, le procédé met en oeuvre: - une valeur prédéterminée de température Tcolcos servant de consigne de température pour la température de l'air dans le collecteur; 25 - une mesure de la température de l'air dans le collecteur; et - une boucle de régulation visant à minimiser en permanence l'écart entre la mesure et la consigne en modulant les débits commandés par la vanne 28. 1il
1) Détermination de la valeur de consigne de la température de l'air dans le collecteur Dans une première étape, on détermine la valeur qui servira de température de consigne coco pour la température de l'air dans le collecteur.
En référence aux figures 2 et 3, on calcule tout d'abord une première valeur intermédiaire en fonction d'un régime du moteur (Nmot) et d'un débit d'un carburant dans le moteur (Qcarb).
Cette valeur intermédiaire est ensuite corrigée plusieurs fois en 10 fonction de plusieurs grandeurs physiques respectives. Dans le présent exemple, ces corrections diminuent chacune la consigne de température pour limiter la thermique du moteur. Les grandeurs physiques servant à diminuer la consigne sont ici les suivantes - un débit d'air dans le moteur (Qair) - une température d'eau dans le moteur (Teau) - une température d'air entrant dans le compresseur (Tfiltre) - une température d'un gaz d'échappement en amont de la turbine (Tavt); - une température d'un gaz d'échappement en amont du filtre à 20 particules du moteur (TavFAP); et une température d'un gaz d'échappement dans un catalyseur du moteur (TCATA).
A l'issue de toutes ces corrections telles qu'illustrées à la figure 3, la valeur obtenue T0cons constitue la valeur prédéterminée servant de 25 consigne de température. C'est ainsi qu'on obtient une température de consigne en fonction de toutes ces données comme illustré à l'étape 1 de l'organigramme de la figure 2.
2) Mesure de la température de l'air dans le collecteur On mesure ensuite la température de l'air entrant dans le collecteur 14 avant le mélange avec les gaz d'EGR au moyen du capteur 15 situé dans ce dernier. La température mesurée par le capteur est traduite en une tension qui est elle-même relevée par l'unité 26. Une fois cette tension numérisée, elle est traduire en degrés Celsius ou Kelvin via une table de correspondance.
3) Régulation de la température de l'air dans le collecteur Comme illustré à l'étape 2 de la figure 2, I'unité 26 calcule tout d'abord l'écart de température Tco, formé par la différence entre la 10 température de consigne TCOICOS et la température mesurée dans le collecteur.
Le régulateur utilisé en l'espèce est un régulateur de type proportionnelintégral (PI) comprenant en outre un terme correctif dérivé sur la pression de suralimentation. Ce sont donc les actions proportionnelle et 15 intégrale qui minimisent l'écart entre la consigne et la mesure. Le terme dérivé permet quant à lui d'anticiper les variations de température en sortie du compresseur 8 provoquées par les variations de pression dans le collecteur 14. En d'autres termes, le régulateur choisi dans le présent exemple est de type PID (proportionnel, intégral, dérivé) avec une action 20 dérivée qui est fonction de la suralimentation.
Plus précisément, I'unité calcule tout d'abord les grandeurs Yp et Y, suivant les formules A et B indiquées à l'étape 3) de l'organigramme de la figure 2. Yp est donc proportionnelle à l'écart ETcol tandis que Y, est proportionnelle à l'intégrale de l'écart;Tcol. Les coefficients Kp et KI sont 25 respectivement les gains des parties proportionnelle et intégrale du régulateur et sont à cette fin convenablement choisis.
L'unité calcule ensuite la grandeur YD suivant la formule C indiquée à l'étape 4) de la figure 2. Cette grandeur est proportionnelle à la dérivée de la pression du collecteur par rapport au temps, affectée d'un coefficient 30 constitué par le gain de la partie dérivée du régulateur.
Finalement, I'unité calcule le rapport cyclique d'ouverture de la dérivation 18 et de la branche avec l'échangeur par la vanne 28, RCObyp, au moyen de la formule D indiquée à l'étape 5) de la figure 2. Cela consiste à additionner les grandeurs Yp et Y, et à en retrancher la grandeur YD. La formule est donc ici: RCOby = Kp. ETcoI + Ki J ETcoI. dt KD dPcol di Ce calcul correspond à l'organigramme de la figure 4. L'ensemble du processus de détermination de ce rapport est récapitulé sur l'organigramme de la figure 5 Les ouvertures souhaitées pour la dérivation 18 et l'échangeur étant ainsi déterminées, I'unité commande la vanne pour obtenir les ouvertures souhaitées.
L'unité procède ensuite à un nouveau calcul d'une température de consigne de sorte que le cycle illustré à la figure 2 reprend. On voit donc 15 que l'unité calcule une nouvelle consigne de température avant chaque opération de réglage.
On a illustré à la figure 6 I'évolution au cours du temps lors de la mise en oeuvre du procédé de l'invention de la température de l'échangeurT,, de la température mesurée dans le collecteurT o et de la 20 température du compresseur Tco,,,. Dans cet exemple, la température de consigne était fixée à 50 C. On remarque que la température mesuré dans le colleteur T,o reste très voisine de cette consigne et ce en dépit de fortes variations de la température dans le compresseurT,o,,.
Comme on le voit, l'invention permet de réguler la température du 25 gaz dans le collecteur à une valeur constante d'environ 50 C, mais l'invention fonctionne aussi avec une consigne de température variant en fonction du point de fonctionnement du moteur ou de conditions environnementales.
Bien entendu, on pourra apporter à l'invention de nombreuses 30 modifications sans sortir du cadre de celle-ci.

Claims (18)

REVENDICATIONS
1. Procédé de commande d'un moteur (2) à combustion interne comportant: un compresseur (8); - un échangeur (10) pour refroidir une fraction d'air provenant du compresseur; - un collecteur (14) recevant de l'air de l'échangeur; et - une dérivation (18) conduisant une autre fraction de l'air du 10 compresseur directement vers le collecteur, caractérisé en ce qu'on règle des débits de l'air dans l'échangeur et la dérivation pour qu'une température de l'air dans le collecteur approche le plus possible d'une valeur prédéterminée (Tookcons)
2. Procédé selon la revendication précédente, caractérisé en qu'on détermine la valeur prédéterminée (T'ocon,,,) avant chaque étape de réglage.
3. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en qu'on détermine la valeur prédéterminée (Tco/,co,,s) en fonction 20 de l'une au moins des données suivantes: - un régime du moteur (2); - un débit d'un carburant dans le moteur; - un débit d'air dans le moteur; - une température d'eau dans le moteur; - une température d'air entrant dans le compresseur (8); - une température d'un gaz d'échappement en amont de la turbine, - une température d'un gaz d'échappement en amont d'un filtre à particules du moteur (24); et - une température d'un gaz d'échappement dans un catalyseur du 30 moteur.
4. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'on détermine la valeur prédéterminée (Toco.) au moyen des étapes consistant à; - calculer une première valeur intermédiaire en fonction d'au moins une donnée principale prédéterminée; et - modifier au moins une fois cette valeur intermédiaire en tenant compte d'au moins une donnée secondaire prédéterminée respective.
5. Procédé selon la revendication précédente, caractérisé en que la 10 modification est un abaissement.
6. Procédé selon l'une quelconque des revendications 4 ou 5, caractérisé en que les données principales comprennent un régime du moteur et un débit d'un carburant dans le moteur. 15
7. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en qu'on mesure la température de l'air entrant dans le collecteur.
8. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en qu'on détermine les débits de l'air en fonction de l'une au moins des données suivantes: - un écart entre la valeur prédéterminée et une température de l'air dans le collecteur; et - une pression des gaz dans le collecteur.
9. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en qu'on détermine les débits de l'air en fonction de l'une au moins des données suivantes: - l'écart gTcol entre la valeur prédéterminée et la température de l'air dans le collecteur; - | TCOl. dt, ou t est le temps; et -Ucol où P.CO est la pression du gaz dans le collecteur. dt
10. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, 5 caractérisé en qu'on détermine un rapport des débits de l'air dans l'échangeur et la dérivation.
11. Procédé selon la revendication précédente, caractérisé en qu'on détermine le rapport RCOby des débits de l'air par la formule: 10 RCOby = Kp. ETcoI + KI | gTCOI. dt- KD dcol di' Où Kp, KI et KD sont des paramètres prédéterminés.
12. Moteur à combustion interne comportant: - un compresseur (8); - un échangeur (10) apte à refroidir une fraction d'air provenant du compresseur; - un collecteur (14) disposé pour recevoir l'air de l'échangeur; - une dérivation (18) disposée pour conduire une autre fraction de l'air du compresseur directement vers le collecteur; - des moyens de réglage (28) des débits de l'air dans l'échangeur et la dérivation; et - une unité de contrôle électronique (26), caractérisé en ce que l'unité de contrôle est agencée pour commander les moyens de réglage de sorte qu'une température de l'air 25 entrant dans le collecteur approche le plus possible d'une valeur de consigne prédéterminée (Toco,,s).
13. Moteur selon la revendication précédente, caractérisé en ce qu'il comprend un capteur de température (15) logé à l'entrée du collecteur (14) .
14. Moteur selon la revendication précédente, caractérisé en que le capteur (15) est à coefficient de température négatif.
15. Moteur selon l'une quelconque des revendications 12 à 14, caractérisé en que l'unité de contrôle comprend un régulateur de type proportionnel intégral.
16. Moteur selon l'une quelconque des revendications 12 à 15, 10 caractérisé en qu'il comprend une vanne (28) de commande de débits de l'air dans l'échangeur (10) et la dérivation (18), agencée de sorte que les débits sont fonction l'un de l'autre.
17. Moteur selon la revendication précédente, caractérisé en que la 15 vanne (28) est placée en amont de l'échangeur (10).
18. Moteur selon la revendication 16, caractérisé en ce que la vanne est placée en aval de l'échangeur (10).
FR0308983A 2003-07-23 2003-07-23 Procede de commande d'un moteur a combustion interne comprenant une derivation entre le compresseur et le collecteur Expired - Fee Related FR2858020B1 (fr)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR0308983A FR2858020B1 (fr) 2003-07-23 2003-07-23 Procede de commande d'un moteur a combustion interne comprenant une derivation entre le compresseur et le collecteur

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR0308983A FR2858020B1 (fr) 2003-07-23 2003-07-23 Procede de commande d'un moteur a combustion interne comprenant une derivation entre le compresseur et le collecteur

Publications (2)

Publication Number Publication Date
FR2858020A1 true FR2858020A1 (fr) 2005-01-28
FR2858020B1 FR2858020B1 (fr) 2008-01-18

Family

ID=33561017

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FR0308983A Expired - Fee Related FR2858020B1 (fr) 2003-07-23 2003-07-23 Procede de commande d'un moteur a combustion interne comprenant une derivation entre le compresseur et le collecteur

Country Status (1)

Country Link
FR (1) FR2858020B1 (fr)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2897393A1 (fr) * 2006-02-14 2007-08-17 Peugeot Citroen Automobiles Sa Circuit d'air d'admission pour moteur a combustion interne
EP1996804A2 (fr) * 2006-02-22 2008-12-03 Cummins Inc. Système de régulation de la température de l'air d'admission d'un moteur
FR2995638A1 (fr) * 2012-09-14 2014-03-21 Renault Sa Alimentation en mode riche d'un moteur a combustion interne a derivation des gaz de suralimentation

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4483150A (en) * 1983-02-28 1984-11-20 Societe Pour Le Developpement De La Suralimentation Hyperbar Supercharged internal combustion engines provided with a cooling system
US5036668A (en) * 1990-07-03 1991-08-06 Allied-Signal Inc. Engine intake temperature control system
US20030114978A1 (en) * 2001-12-18 2003-06-19 Rimnac Phillip F. Condensation control for internal combustion engines using EGR

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4483150A (en) * 1983-02-28 1984-11-20 Societe Pour Le Developpement De La Suralimentation Hyperbar Supercharged internal combustion engines provided with a cooling system
US5036668A (en) * 1990-07-03 1991-08-06 Allied-Signal Inc. Engine intake temperature control system
US20030114978A1 (en) * 2001-12-18 2003-06-19 Rimnac Phillip F. Condensation control for internal combustion engines using EGR

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2897393A1 (fr) * 2006-02-14 2007-08-17 Peugeot Citroen Automobiles Sa Circuit d'air d'admission pour moteur a combustion interne
WO2007093729A2 (fr) * 2006-02-14 2007-08-23 Peugeot Citroën Automobiles SA Circuit d'air d'admission pour moteur a combustion interne
WO2007093729A3 (fr) * 2006-02-14 2007-10-04 Peugeot Citroen Automobiles Sa Circuit d'air d'admission pour moteur a combustion interne
EP1996804A2 (fr) * 2006-02-22 2008-12-03 Cummins Inc. Système de régulation de la température de l'air d'admission d'un moteur
EP1996804A4 (fr) * 2006-02-22 2011-08-24 Cummins Inc Système de régulation de la température de l'air d'admission d'un moteur
FR2995638A1 (fr) * 2012-09-14 2014-03-21 Renault Sa Alimentation en mode riche d'un moteur a combustion interne a derivation des gaz de suralimentation

Also Published As

Publication number Publication date
FR2858020B1 (fr) 2008-01-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1024260B1 (fr) Méthode de contrôle d'un turbocompresseur à géométrie variable dans un moteur diesel avec recirculation de gaz d'échappement
EP1989426B1 (fr) Procede et dispositif de controle de la suralimentation en air d'un moteur a combustion interne
WO2017068297A1 (fr) Procédé d'estimation du débit de gaz d'échappement recirculés à travers une vanne
WO2007148007A1 (fr) Systeme de recirculation de gaz d'echappement pour moteur a combustion du type diesel suralimente et procede de commande d'un tel moteur
WO2014083248A1 (fr) Procédé de commande d'un moteur thermique équipé d'une double suralimentation
EP1630387A1 (fr) Procédé de commande d'un débit de gaz d'échappement recirculés dans un moteur de véhicule
WO2018083400A1 (fr) Système d'injection d'air dans un circuit d'échappement de gaz d'un moteur thermique suralimenté
FR2858020A1 (fr) Procede de commande d'un moteur a combustion interne comprenant une derivation entre le compresseur et le collecteur
FR2903147A1 (fr) Procede de regulation de la pression de suralimentation dans un moteur de vehicule
EP1293658A1 (fr) Procédé et système de réglage du flux d'air dans le collecteur d'admission d'un moteur à combustion interne d'un véhicule automobile
WO2016156715A1 (fr) Dispositif comportant un circuit de recirculation de gaz d'echappement
EP1106804B1 (fr) Procédé de commande d'un groupe motopropulseur de véhicules automobile pour augmenter la richesse des gaz d'échappement en phase de régénération d'un piège à oxydes d'azote.
EP1856390A1 (fr) Procede de regulation optimise en phase transitoire dans un turbocompresseur
EP1831523A1 (fr) Procede et systeme de commande d'un moteur diesel a richesse 1
FR2923538A3 (fr) Systeme et procede d'estimation de la pression en amont d'une turbine de turbocompresseur et moteur thermique associ associe
FR2813098A1 (fr) Dispositif pour detecter un mauvais fonctionnement du systeme d'echappement d'un moteur
FR2885388A1 (fr) Procede de commande d'un moteur de vehicule comprenant un compresseur electrique
FR3059719B1 (fr) Procede de commande d'un moteur thermique suralimente comprenant un circuit de recirculation des gaz d'echappement
FR2856432A1 (fr) Procede de controle d'un systeme de motorisation a moteur diesel et piege a oxydes d'azote
FR3058471A1 (fr) Procede de commande d'un moteur thermique suralimente comprenant une ligne de recirculation des gaz d'echappement.
FR2923537A1 (fr) Systeme et procede d'estimation de la pression en aval d'une turbine de turbocompresseur et moteur thermique associe
EP2171241B1 (fr) Procede d'estimation de la pression de suralimentation d'un moteur diesel suralimente
EP2066892B1 (fr) Systeme de commande d'un moteur à combustion interne de véhicule automobile comprenant un circuit de recirculation des gaz d'échappement du moteur muni d'une vanne de recirculation commandée
FR3126450A1 (fr) Procédé et système de commande d’un actionneur d’un moteur à combustion interne.
FR3104201A1 (fr) Procédé et système de commande de la régulation d’une turbine à géométrie variable d’un turbocompresseur d’un moteur de véhicule automobile

Legal Events

Date Code Title Description
ST Notification of lapse

Effective date: 20100331