FR2873410A1 - Procede et dispositif de commande d'un moteur a combustion interne - Google Patents

Abstract

Procédé de commande d'un moteur à combustion interne comportant un premier actionneur pour influencer le flux massique d'air frais alimentant le moteur, un second actionneur pour influencer le flux massique de recyclage des gaz d'échappement.On prédéfinit une première grandeur de réglage pour le premier actionneur à partir d'une comparaison entre une première valeur de consigne et une première valeur réelle du débit massique d'air frais, et partant d'une comparaison entre une seconde valeur de consigne et une seconde valeur réelle du débit massique de gaz d'échappement, on prédéfinit une seconde grandeur de réglage pour le second actionneur.

Description

Domaine de l'invention

La présente invention concerne un procédé et un dispositif de commande d'un moteur à combustion interne.

Etat de la technique Un procédé et un dispositif de commande d'un moteur à combustion interne sont par exemple décrits dans le document DE 196 20 039. Le système décrit dans ce document utilise un premier actionneur pour influencer le flux ou débit massique d'air frais alimentant le moteur à combustion interne et un second actionneur qui influence le flux massique des gaz d'échappement recyclés. Comme premier actionneur on utilise de préférence un volet de régulation installé en aval du compresseur dans la conduite d'admission. Comme second actionneur, on utilise de préférence une soupape antiretour de gaz d'échappement installée dans la conduite de recyclage des gaz d'échappement.

Dans certaines conditions de fonctionnement, il faut un réglage précis à la fois du débit massique d'air frais et de la fraction des gaz d'échappement recyclés. Pour cela, il faut faire fonctionner de manière régulée à la fois la soupape de recyclage des gaz d'échappement et le clapet de régulation. Un tel état de fonctionnement existe par exemple pour la régénération d'un système de traitement des gaz d'échappement, par exemple pour la régénération d'un catalyseur accumulateur d'oxydes NOx.

Habituellement, on effectue une régulation de la pression dans la conduite d'admission c'est-à-dire de la pression en amont de l'entrée dans le moteur à combustion interne. La régulation de la conduite d'aspiration par l'intermédiaire de la soupape de recyclage des gaz d'échappement repose sur l'hypothèse que la pression dans la conduite d'admission augmente toujours, indépendamment de la position du volet de régulation si l'on continue d'ouvrir la soupape de réintroduction des gaz d'échappement. Mais cela n'est vrai que si le volet de régulation est réglé pour avoir une chute de pression significative des deux côtés du vo- let de régulation. A partir d'un certain angle d'ouverture du volet de régulation, cet effet peut toutefois s'inverser. Si dans ce cas on ouvre la soupape de recyclage des gaz d'échappement, une quantité supérieure de gaz d'échappement passe par la conduite de retour des gaz d'échappement et ainsi il y aura un débit massique moindre par la turbine. Pour cette rai-son, le compresseur débite moins et la pression après le compresseur sera plus faible. Cela provient de nouveau de ce que la pression dans la con-duite d'admission diminue. En résumé, cela signifie que le sens de régula- tion de la régulation de pression dans la conduite d'admission fait en fonction de la soupape de retour des gaz d'échappement peut changer indépendamment de l'angle d'ouverture en modifiant le volet de régulation. Ce procédé ne peut compenser le régulateur et de ce fait il ne permet pas de réguler en fonction de la valeur de consigne.

Exposé et avantage de l'invention L'invention concerne un procédé du type défini ci-dessus, caractérisé en ce qu'on prédéfinit une première grandeur de réglage pour le premier actionneur à partir d'une comparaison entre une première valeur de consigne et une première valeur réelle du débit massique d'air frais, et partant d'une comparaison entre une seconde valeur de consigne et une seconde valeur réelle du débit massique de gaz d'échappement, on prédéfinit une seconde grandeur de réglage pour le second actionneur.

L'invention concerne également un dispositif de commande d'un moteur à combustion interne comportant un premier actionneur pour influencer le flux massique d'air frais fourni au moteur à combustion interne, un second actionneur pour influencer le flux massique de gaz d'échappement recyclé, et caractérisé par des premiers moyens qui par-tant d'une comparaison entre une première valeur de consigne et une première réelle pour le flux massique d'air frais prédéfinissent une première grandeur de réglage pour le premier actionneur, et qui partant d'une comparaison entre une seconde valeur de consigne et une seconde valeur réelle du flux massique de gaz d'échappement, prédéfinissent une seconde grandeur de réglage pour le second actionneur.

Ainsi, ce procédé permet d'améliorer la régulation de façon significative, et le dispositif permet d'éviter une inversion du sens de régulation. Cela signifie qu'indépendamment de la position du volet de régulation, la soupape de recyclage des gaz d'échappement aura le même sens de régulation. En outre, cela simplifie considérablement l'application car jusqu'à présent, il fallait appliquer c'est-à-dire définir par des mesures sur un banc d'essai, le coefficient de recyclage des gaz d'échappement de façon indirecte par la pression dans la conduite d'admission. Maintenant, on peut prédéfinir le taux de recyclage des gaz d'échappement directement comme valeur de consigne.

En d'autres termes, il est particulièrement avantageux selon l'invention qu'un premier actionneur influence le flux massique d'air frais fourni au moteur à combustion interne et qu'un second actionneur influence le flux massique des gaz d'échappement recyclés, et que partant de la comparaison entre une première valeur de consigne et une première valeur réelle pour le flux massique d'air frais, on détermine une première grandeur de réglage pour le premier actionneur et que partant de la comparaison entre une seconde valeur de consigne et une seconde valeur réelle du flux massique de gaz d'échappement, on prédéfinit une seconde grandeur de réglage pour le second actionneur, et qu'une valeur de commande pilote fondée sur un modèle soit superposée à au moins une grandeur de réglage. Cela signifie que l'on prévoit chaque fois un régulateur du flux massique d'air frais et un régulateur pour le flux massique des gaz d'échappement recyclés et qu'en plus une commande intermédiaire ou pi-lote est associée à au moins l'un des régulateurs.

Comme la valeur de commande pilote est obtenue par un modèle, on peut prédéfinir de manière très précise cette valeur de commande.

Il est particulièrement avantageux si le modèle contient au moins un premier modèle partiel pour un point de mélange et/ ou un second modèle partiel pour l'actionneur. Le point de mélange est l'espace compris entre l'entrée du moteur à combustion interne et les deux actionneurs. Les actionneurs sont de préférence constitués par le volet d'étranglement et la soupape de recyclage des gaz d'échappement. En divisant le modèle on simplifie considérablement son adaptation.

Il est particulièrement avantageux que le premier modèle partiel pour l'actionneur de mélange traite la température après la sortie du moteur à combustion interne, la température en amont de l'actionneur, le régime, la valeur de consigne du débit massique d'air frais et du débit massique de gaz d'échappement recyclés. Ces grandeurs se répercutent principalement sur la valeur de commande pilote. On augmente la précision en tenant compte en plus d'autres grandeurs.

Il est avantageux que pour prédéfinir la grandeur de réglage du débit massique d'air frais, le second modèle partiel traite comme grandeur d'entrée au moins la pression dans la conduite d'admission et la va-leur de consigne pour le flux massique d'air frais. Ces grandeurs se répercutent principalement sur la valeur de commande pilote. On augmentera la précision en tenant également compte de grandeurs supplé- mentaires.

Il est particulièrement avantageux que pour prédéfinir la grandeur de réglage du flux massique d'air frais le second modèle partiel traite comme grandeur d'entrée au moins la température et/ou une pres- sion en amont de l'actionneur et en aval du compresseur et/ou un flux massique d'air de consigne. Ces grandeurs se répercutent principalement sur la valeur de commande pilote. On augmentera la précision en tenant compte également d'autres grandeurs.

Il est particulièrement avantageux que le second modèle partiel, pour prédéfinir la grandeur de réglage du flux massique de gaz d'échappement recyclés, traite comme grandeur d'entrée au moins une température et/ou une pression des gaz d'échappement à la sortie du moteur à combustion interne et avant la turbine et/ou un flux massique io de consigne de gaz d'échappement. Ces grandeurs se répercutent principalement sur la valeur de commande pilote. On augmentera la précision en prenant compte également d'autres grandeurs.

Comme la valeur de consigne est adaptée au comportement chronologique du circuit de régulation, cela améliore significativement le comportement du régulateur et de la commande intermédiaire ou pilote.

Comme la valeur réelle est prédéfinie à l'aide d'un second modèle, on économise des capteurs coûteux pour déterminer la valeur réelle. Le régulateur étant coupé pour certains états de fonctionnement, cela améliore significativement le comportement du système.

Dessins La présente invention sera décrite ci-après de manière plus détaillée à l'aide de modes de réalisation représentés dans les dessins annexés dans lesquels: - la figure 1 est un schéma par blocs d'un moteur à combustion interne, - la figure 2 est un schéma par blocs du procédé de l'invention. Description de modes de réalisation de l'invention Le procédé selon l'invention sera décrit ci-après dans le cas de l'exemple d'un volet de régulation et d'une soupape de recyclage des gaz d'échappement (ou soupape de réintroduction des gaz d'échappement). En principe le procédé selon l'invention peut s'appliquer à tous les actionneurs permettant d'influencer le flux massique d'air frais ou le flux massique de gaz d'échappement recyclés. A la place du flux massique d'air frais ou du flux massique de gaz d'échappement recyclés, on peut également réguler et/ou commander d'autres grandeurs qui correspondent à de tel- les grandeurs. En d'autres termes, les valeurs de consigne ou les valeurs réelles sont des grandeurs qui caractérisent le flux massique d'air frais et le flux massique de gaz d'échappement recyclés. Les grandeurs de com- mande ou d'actionnement sont des grandeurs appropriées pour commander des actionneurs.

Le procédé selon l'invention sera décrit ci-après dans le cas de l'exemple d'un moteur diesel. Mais l'invention n'est pas limitée à son application à des moteurs Diesel et elle peut également s'appliquer à d'autres moteurs à combustion interne, en particulier des moteurs à essence à injection directe.

Un moteur à combustion interne 100 reçoit par une con-duite d'air frais à haute pression 102 une certaine quantité de gaz ML22 qui contient une certaine teneur en oxygène MO22. La grandeur MO22 est appelée teneur en oxygène avant la combustion. La conduite d'air frais à haute pression 102 se compose de deux parties. Une première partie porte la référence 102a et une seconde partie la référence 102b. La première partie correspond à la conduite jusqu'au point de mélange avec les gaz d'échappement. La seconde partie 102b correspond à la conduite en aval du point de mélange des gaz d'échappement. La première partie 102 comporte un volet de régulation 104. L'air dans la première partie de la con-duite d'air frais à haute pression 102a est à une température T2 et à une pression P2. Cette partie de la conduite d'air frais à haute pression ou le volet de régulation sont traversés par le flux massique d'air frais MA.

Par une conduite d'air basse pression 108, l'air ambiant alimente un compresseur 106 puis traverse le volet de régulation 104 dans la conduite d'air frais à haute pression 102. La quantité d'air ML21 ayant une teneur en oxygène MO21 arrive dans la conduite d'air frais à haute pression 102. La quantité d'air ML21 ayant une teneur en oxygène MO21 qui traverse la conduite d'air frais basse pression 108 correspond à l'état statique, à la quantité d'air ayant la teneur en oxygène correspondante et qui passe par le compresseur 106 ou traverse le volet de régulation 104. Entre le compresseur 106 et le volet de régulation, il règne la pression P21 et la température T21.

La température T1 et la pression P1 régnant dans la con-duite d'air frais basse pression 108 correspondent aux conditions environnantes c'est-àdire à la pression ambiante et à la température ambiante.

La quantité d'air ML31 ayant une teneur en oxygène M031 passe du moteur à combustion interne 100 dans une conduite de gaz d'échappement à haute pression 110. La grandeur M031 est également appelée teneur en oxygène après la combustion. Dans la conduite de gaz d'échappement à haute pression 110, il règne la température T3 et la pression P3. Ces valeurs sont également appelées pressions des gaz d'échappement P3 et température des gaz d'échappement T3.

Une quantité d'air ML32 passe de la conduite des gaz d'échappement à haute pression 110 dans la turbine 112. Cette quantité d'air est également appelée quantité d'air traversant la turbine. De la turbine 112, les gaz d'échappement arrivent dans une conduite de gaz d'échappement basse pression 114 encore appelée conduite d'échappement 114. Dans la conduite des gaz d'échappement à basse pression, il règne la température T4 et la pression P4.

La turbine 112 entraîne le compresseur 106 par l'intermédiaire de l'arbre 111. La vitesse de rotation NL de l'arbre est appelée vitesse de rotation de suralimentation. A l'aide d'un actionneur de suralimentation 113, on peut influencer la caractéristique de la turbine et ainsi celle de l'ensemble du dispositif de suralimentation. Pour commander l'actionneur de suralimentation 113, on lui fournit un signal de commande LTV qui entraîne le réglage du dispositif de suralimentation avec une course LH. La grandeur LH est également appelée course de suralimentation et la grandeur LTV est le rapport de travail de suralimentation.

Entre la conduite des gaz d'échappement à haute pression 110 et la conduite d'air frais à haute pression 102, il y a une communication encore appelée conduite de réintroduction ou de recyclage des gaz d'échappement 116. La quantité d'air MR ayant la teneur en oxygène MOA traverse cette conduite de recyclage des gaz d'échappement 116. La sec- tion de cette conduite de recyclage des gaz d'échappement 116 est commandée de préférence à l'aide d'une soupape de recyclage des gaz d'échappement 118. Pour la commande, on applique un signal de commande ATV à l'actionneur de recyclage des gaz d'échappement 119 qui règle la soupape de recyclage des gaz d'échappement 118 d'une course AH. La grandeur AH est également appelée course de recyclage des gaz d'échappement et la grandeur ATV est appelée rapport de travail de recyclage des gaz d'échappement.

On saisit de préférence la vitesse de rotation ou régime N sur le vilebrequin et/ou l'arbre à cames du moteur à combustion interne à l'aide d'un capteur de vitesse de rotation 101. En outre, des éléments de réglage de débit 103 déterminent la dose de carburant ME à injecter dans le moteur à combustion interne. Pour cela, on applique un signal de quantité ou de dose ME aux organes de réglage 103.

La figure 2 montre schématiquement le procédé de l'invention à l'aide d'un schéma par blocs. Un moyen de détermination de la valeur réelle 200 détermine une valeur réelle du flux massique d'air frais à partir de différentes grandeurs d'entrée non représentées. Dans le cas d'une réalisation simple, le moyen de détermination de la valeur réelle 200 est constitué par un capteur qui saisit directement le débit massique d'air frais. Dans un mode de réalisation perfectionné, il est prévu d'utiliser comme moyen de détermination de la valeur réelle, un calcul s'appuyant sur un modèle. Le flux massique d'air frais correspond dans ce cas à la grandeur ML21.

Le signal de sortie du moyen de détermination de la valeur réelle 200 arrive par l'intermédiaire d'un point de combinaison 205 à un régulateur 220. Le signal de sortie du régulateur 220 est appliqué à un point de combinaison 225 qui lui-même sollicite le volet de régulation 104 avec une grandeur de réglage. La seconde entrée du point de combinaison 205 reçoit le signal de sortie d'un filtre de valeur de consigne 210, ce signal étant affecté d'un signe algébrique négatif. Le filtre reçoit lui- même comme entrée le signal de sortie d'un moyen de prédétermination de la valeur de consigne 215. Le moyen de prédétermination de la valeur de consigne 215 donne la valeur de consigne souhaitée pour le flux massique d'air frais MA en tenant compte de différents paramètres de fonctionne- ment et de différents états de fonctionnement. Le signal de sortie du filtre de la valeur de consigne 210 est en outre appliqué à un modèle 230 du point de mélange. Le modèle 230 traite en outre le signal de sortie fourni par différents capteurs 232 ainsi que les signaux relatifs à la température T3 entre la sortie du moteur à combustion interne et l'entrée de la turbine, la température T21 entre la sortie du compresseur et le volet de régulation et saisissent la vitesse de rotation N. En plus de ces capteurs on peut également saisir d'autres signaux de capteurs et les exploiter dans le mo- dèle 230.

Le signal de sortie du modèle 230 est appliqué à un modèle inverse ou réciproque 235 du volet de régulation. Le modèle 230 fournit des signaux concernant le flux massique d'air frais MA et la pression P22 correspondant à la pression avant l'entrée dans le moteur à combustion interne au modèle inverse 235. En outre le modèle inverse 235 reçoit les signaux des différents capteurs 240 caractérisant la pression P21 et la température T21 entre la sortie du compresseur et le volet de régulation 104. A la place des capteurs 240, on peut également prévoir un modèle qui détermine de telles grandeurs à partir d'autres grandeurs. Par la caractéristique 245, le signal de sortie du modèle inverse 235 arrive au point de combinaison 225. Le modèle 230 en liaison avec le modèle inverse 235 et la caractéristique 245 agit comme commande intermédiaire aux cornmandes amont pour la grandeur de réglage appliquée au volet de régulation 104.

Une branche parallèle pour la régulation du flux massique de gaz d'échappement de recyclage MR porte des références correspondantes. La soupape de recyclage des gaz d'échappement 118 reçoit le si- gnal de sortie d'un point de combinaison 325 dont une entrée reçoit le signal de sortie d'un régulateur 320. Le régulateur 320 reçoit le signal de sortie du point de combinaison 305 recevant lui-même comme grandeur d'entrée le signal de sortie du moyen de détermination de la valeur réelle 300. Le moyen de détermination de la valeur réelle 300 a une forme ana- logue à celle du moyen de détermination de la valeur réelle 200 c'est-à- dire d'un capteur ou d'un modèle. Le générateur de la valeur de consigne 315 fournit une valeur de consigne du flux massique de gaz d'échappement de recyclage pour un filtre de valeur de consigne 310 et ensuite le signal est transmis au point de combinaison 305 ou au modèle 230. A la place du flux massique de gaz d'échappement recyclés on peut également prédéfinir le taux de recyclage des gaz d'échappement comme valeur de consigne. Le modèle 230 transmet un signal au second modèle inverse 335. Ce signal représente le flux massique de gaz d'échappement recyclés MR et la pression P22 en amont de l'entrée dans le moteur à combustion interne. De plus, le modèle inverse 335 traite des signaux provenant de capteurs 340 en particulier la pression P23 et la température T3 entre la sortie du moteur à combustion interne et l'entrée de la turbine. A la place des capteurs 340 on peut également prévoir un modèle qui fournit ces grandeurs à partir d'autres grandeurs. Une seconde ca- ractéristique 345 transmet le signal de sortie du second modèle inverse 335 au point de combinaison 325.

Le régulateur 220 assure la régulation du flux massique d'air frais MA sur la valeur de consigne fournie par le générateur de valeur de consigne 215. Pour cela, on compare la valeur réelle fournie par le moyen de détermination de valeur réelle 200 que l'on compare à la valeur de consigne filtrée. Partant de la différence entre la valeur de consigne et la valeur réelle, on forme la grandeur de réglage que le régulateur 220 applique au volet de régulation 104. Le moyen de détermination de la valeur réelle 200 peut être réalisé comme capteur qui détermine directement le flux massique d'air frais ou comme modèle.

Une commande prédéfinie ou pilote est combinée à cette régulation. Cette commande correspond pour l'essentiel à un modèle qui, partant de la valeur de consigne de la masse d'air frais prédéfinit une grandeur de réglage pour le volet de réglage 104. Le modèle comporte au moins deux modèles partiels. Un modèle partiel 230 simule le point de mélange, c'est- à-dire la zone comprise entre la soupape de recyclage des gaz d'échappement, le volet de régulation 104 et l'entrée dans le moteur à combustion interne. Un autre modèle partiel 235 contient le modèle in- verse du volet de régulation 104. A l'aide de la caractéristique 245, on convertit le signal de sortie du modèle qui correspond à la surface du volet de régulation à travers laquelle il y a effectivement un passage en une grandeur d'actionnement du volet de régulation 104.

Cela signifie que partant de la valeur de consigne de la masse d'air frais MA et de différents paramètres de fonctionnement en particulier la température et de la pression, la commande pilote calcule la surface du volet de régulation qui doit effectivement constituer le passage et forme ainsi une valeur de commande amont. Partant de la déviation entre la valeur de consigne et la valeur réelle de la masse d'air frais, la régulation calcule également la grandeur de commande pour le volet de régulation. Ces deux grandeurs sont combinées au point de combinaison de préférence par addition pour former la grandeur de réglage ou de commande.

Un circuit de régulation avec une commande pilote est également prévu pour le flux massique de gaz d'échappement recyclés MR. Pour cela, le générateur de valeur de consigne 315 définit une valeur de consigne qui est filtrée par le filtre 310 pour être comparée au point de combinaison 305 à la valeur réelle fournie par le moyen de détermination de la valeur réelle 300. Comme moyen de détermination de la valeur réelle 300 on utilise de préférence également un capteur qui saisit directement le flux massique de gaz d'échappement recyclés. Comme de tels capteurs sont en général très coûteux et compliqués et ne peuvent être obtenus de manière économique, on utilise également de manière préférentielle un modèle qui correspond au modèle du moyen de détermination de la valeur réelle pour déterminer ces longueurs à partir d'autres paramètres de fonctionnement. En fonction de la déviation entre la valeur de consigne et la i0 valeur réelle, le régulateur 320 calcule les grandeurs de réglage pour commander la soupape de recyclage des gaz d'échappement 118.

Il est également prévu une commande pilote qui, partant de la valeur de consigne, donne également une valeur de commande pilote à l'aide d'un modèle. Ce modèle contient le premier modèle partiel qui modélise le point de mélange et un modèle inverse de la soupape de recyclage des gaz d'échappement. Le modèle est suivi par une caractéristique.

Cela signifie que partant de la comparaison entre une première valeur de consigne caractérisant le flux massique d'air frais et une première valeur réelle, on forme une première grandeur de réglage pour le premier actionneur constitué de préférence par un volet de régulation. En outre, partant de la comparaison entre la seconde valeur de consigne qui caractérise le flux massique de gaz d'échappement recyclés et une seconde valeur réelle, on forme une grandeur de réglage pour le second actionneur qui est de préférence réalisé sous la forme d'une soupape de recyclage des gaz d'échappement.

Ainsi, on a une structure parallèle qui assure chaque fois la régulation sur une valeur de consigne du flux massique d'air frais ou une valeur de consigne pour le flux massique de gaz d'échappement recyclés en fonction d'une valeur de consigne prédéfinie. Dans un mode de réalisation préférentiel, la grandeur de réglage qui se détermine à partir de la régulation est combinée à une valeur de commande pilote. Il est ainsi prévu de manière préférentielle d'utiliser la valeur de consigne pour former la valeur de commande pilote, valeur de consigne qui est également trans- mise au circuit de régulation. Pour former la valeur de commande pilote, on utilise un modèle ayant au moins un premier et un second modèle partiel modélisant le point de mélange ou un modèle inverse de l'actionneur. De façon correspondante pour une réalisation particulièrement avantageuse, le moyen de détermination de la valeur réelle est également réalisé comme modèle qui fournit la valeur réelle en partant de différents paramètres de fonctionnement.

Comme valeur de consigne du flux massique de gaz d'échappement recyclés c'est-à-dire le flux massique passant par la sou-pape de recyclage des gaz d'échappement est définie comme valeur de consigne et la valeur réelle est régulée sur cette valeur de consigne prédéfinie. En variante, on peut également utiliser comme valeur de consigne, le taux de recyclage des gaz d'échappement et assurer la régulation sur cette valeur de consigne.

Il est avantageux d'avoir un circuit de régulation pour le flux massique d'air frais et un circuit de régulation pour le flux massique de gaz d'échappement recyclés et chacun de ces circuits de régulation, comprend d'une part un régulateur et d'autre part une commande pilote.

Cela signifie que les deux grandeurs sont régulées chaque fois sur une valeur de consigne indépendamment l'une de l'autre.

Selon l'invention, la commande pilote est réalisée pour pré-définir l'évolution chronologique de la grandeur de réglage du volet de réglage et de la soupape de recyclage des gaz d'échappement pour que le système soit en mesure avec uniquement cette commande pilote de suivre les variations de la valeur de consigne. Dans le cas extrême, on peut même supprimer totalement les régulateurs 220 et 320 ou on peut les coupler dans certains états de fonctionnement. De façon essentielle, la réussite de la commande prédéfinie dépend du modèle qui convertit la va- leur de consigne en grandeur de réglage. Le modèle comprend un modèle du point de mélange entre l'air frais et les gaz d'échappement recyclés. Ce point de mélange est assimilé à un réservoir de volume V22 et de pression P22. On a en outre prévu des modèles partiels qui simulent la soupape de recyclage des gaz d'échappement et le volet de réglage sous la forme d'organes d'étranglement. Comme grandeurs d'entrées essentielles pour ces modèles on a la pression P3 à la sortie du moteur à combustion in-terne et en amont de la turbine, la pression P21 en amont du volet de réglage et après le compresseur, la pression P22 dans la conduite d'admission c'est-à-dire entre l'entrée dans le moteur à combustion in- terne et la soupape de recyclage des gaz d'échappement ou le volet de régulation, la température T3 après la sortie du moteur à combustion interne, la valeur de consigne du taux de recyclage des gaz d'échappement ou du flux massique de recyclage des gaz d'échappement et la valeur de consigne du débit massique d'air.

Les grandeurs P2, P21, P22, T21, T3 peuvent être mesurées soit directement par des capteurs soit recalculées par un modèle en utilisant d'autres paramètres de fonctionnement. Comme valeurs de consigne MR et MA du taux de recyclage des gaz d'échappement et du débit massique d'air utilisées par le modèle, on prévoit de préférence les mêmes va- leurs de consigneque celles également fournies à la régulation. A partir de ces grandeurs d'entrée, le modèle fournit l'évolution chronologique des surfaces effectivement traversées du volet de régulation et/ou de la sou-pape de recyclage des gaz d'échappement. Ces grandeurs sont transfor- mées par les caractéristiques 245 ou 345 ou encore des modèles dynamiques plus compliqués en grandeurs de réglage pour le volet de régulation et/ou la soupape de recyclage des gaz d'échappement.

Le générateur de valeur de consigne 215, 315 fournit la va- leur de consigne de la grandeur de réglage correspondante en fonction de différents paramètres de fonctionnement et d'états de fonctionnement. En cas de variation d'un paramètre de fonctionnement ou en cas de commutation sur un autre mode de fonctionnement, on a en général une évolution discontinue de la valeur de consigne. Or, la grandeur correspondante ne peut pas en général suivre une telle évolution discontinue ou avec variation brusque de la valeur de consigne. Il en résulte une déviation de régulation que le régulateur cherche à compenser. Globalement, cela conduit à un comportement gênant du régulateur. C'est pourquoi l'invention prévoit que les filtres de valeurs de consigne 210, 310 filtrent la valeur de consigne prédéfinie pour obtenir une évolution continue de la valeur de consigne et pour que l'ensemble du système puisse à tout moment suivre une telle consigne. Cela signifie que le comportement chronologique de la valeur de consigne est adapté par les filtres de valeurs de consigne au comportement chronologique de l'ensemble du système ou celui de la grandeur de réglage. Cela signifie que le filtre de valeurs de consigne 210 ou 310 génère une évolution de la valeur de consigne dont la dynamique est lissée. De plus, le filtre fournit la dérivée de cette grandeur en fonction du temps.

Le modèle 230 calcule le débit massique d'air frais souhaité ainsi que la pression P22 dans la conduite d'admission en utilisant différentes grandeurs d'entrée. Comme grandeurs d'entrée, le modèle 230 utilise la température T3, la température T21 en amont du volet de régulation, le débit massique d'air, de consigne, à lissage dynamique, la dérivée en fonction du temps du débit massique d'air, de consigne, à dy- namique lissée, le taux de recyclage des gaz d'échappement à dynamique lissée, la dérivée en fonction du temps du taux de recyclage des gaz d'échappement à dynamique lissée ainsi que le régime moteur. A partir de ces grandeurs, le modèle 230 calcule le débit massique d'air de consigne ML à travers le volet de régulation 104, le débit massique des gaz d'échappement de consigne à travers la soupape de recyclage des gaz d'échappement et la pression de consigne P22 dans le réservoir mélangeur.

Les modèles inverses 235 et 335 calculent la surface effectivement traversée en partant du débit massique de consigne souhaité à travers les organes d'étranglement, surface effectivement traversée au ni-veau de chaque organe d'étranglement. Pour cela on utilise la pression et/ou la température en amont des organes d'étranglement ainsi que la pression et/ou la température en aval des organes d'étranglement. Les grandeurs d'entrée du modèle 245 correspondant au volet de régulation sont la pression P21 en amont du volet de régulation et en aval de compresseur, la pression P22 dans la conduite d'admission et la température T21 en amont du volet de régulation. Les grandeurs d'entrée du modèle 335 de la soupape de réintroduction des gaz d'échappement 118 sur la pression P3 après la sortie du moteur à combustion interne et en amont de la turbine, la pression P22 dans la conduite d'admission, la température T3 après la sortie du moteur à combustion interne et le débit massi- que de consigne des gaz d'échappement MR qui doit passer dans la soupape de recyclage des gaz d'échappement 118.

Les valeurs de consigne des surfaces effectivement traversées pour le volet de régulation et la soupape de recyclage des gaz d'échappement sont converties par les caractéristiques 245 et 345 en grandeurs de réglage pour le volet de régulation et la soupape de recyclage des gaz d'échappement. A la place des caractéristiques (ou courbes caractéristiques) on peut également utiliser des modèles dynamiques plus compliqués.

La commande pilote offre l'avantage de permettre de réagir très rapidement aux variations de la valeur de consigne c'est-à-dire que l'on a un asservissement très rapide. La dynamique du système est déjà prise en compte. Cela signifie que la commande pilote permet d'adapter à la fois le taux de recyclage des gaz d'échappement et le flux massique des gaz d'échappement recyclés ainsi que le débit massique d'air très rapide- ment aux conditions variables. Cela est notamment avantageux pour commuter entre différents états de fonctionnement comme par exemple pour passer en mode de régénération ou quitter le mode de régénération. Comme les deux circuits de régulation sont indépendants et dans le cas d'un système sans régulation, il n'y a pas de réaction, cette structure n'engendre aucun problème de stabilité. Si l'on utilise en plus un régulateur, celui-ci n'aura qu'à réguler les perturbations et les imprécisions du modèle car l'asservissement est assuré par la commande pilote. Le cou-plage des deux actionneurs est simulé par le modèle du point de mélange 230. Cela signifie que les régulateurs sont découplés ce qui simplifie considérablement l'application.

Il est particulièrement avantageux si dans certains états de fonctionnement seule la commande pilote est active et si la régulation est neutralisée c'est-à-dire coupée. Pour cela, dans certains états de fonctionnement, la liaison entre le régulateur 220 et le point de combinaison 225 ou entre le régulateur 320 et le point de combinaison 325 est coupée par un moyen de commutation. On a un tel état de fonctionnement par exemple lorsqu'une faible déviation de régulation entraîne une grande variation de commande. Pour de tels états de fonctionnement, on aura une faible sensibilité entre la grandeur de réglage et la grandeur asservie. Dans ces états de fonctionnement, on renonce à la régulation et on utilise seule-ment les valeurs de commande pilote pour agir sur l'actionneur. On ménage ainsi l'actionneur et on évite les influences perturbatrices. Cela peut être avantageux du point de vue des tolérances.

Pour l'exemple de la régulation de la masse d'air à l'aide d'un volet de régulation en mode de régénération la signification est la sui-vante: l'influence de la position du volet de régulation dans la plage de grande ouverture du volet de régulation sur la masse d'air n'est pratique- ment pas visible. Si à l'aide d'une régulation on tentait de réguler sur une valeur de consigne dans cette plage non sensible, le régulateur produirait des débattements importants dans la grandeur de régulation à cause du bruit des mesures et ces excursions de la grandeur de régulation sollicite-raient inutilement le volet de régulation. En utilisant une commande pré- définie fondée sur un modèle, on coupe la régulation dans de telles plages non sensibles. La commande prédéfinie fournit dans cette plage de moindre sensibilité une évolution beaucoup plus calme de la grandeur de régulation qu'un régulateur. Cela permet de ménager le mécanisme du régulateur et d'éviter les influences perturbatrices sur le système d'air.

Habituellement, on utilise comme régulateur 220 ou 320 un régulateur à comportement notamment PI (comportement proportionnel-intégral). La composante I (composante intégrale) est essentiellement proportionnellement à la surface algébrique comprise entre la valeur de con-signe et la valeur réelle. Si le comportement de la grandeur de réglage présente une variation brusque, du fait de la dynamique des trajets et de l'actionneur, on aura une variation retardée de la valeur réelle asservie. Pour cette raison, les évolutions brusques de la valeur de consigne se traduisent par une composante I dont la structure n'est pas conditionnée physiquement. Pour y remédier, il faut que le régulateur exécute des sur-oscillations vers le haut ou vers le bas dans l'autre direction par rapport à la valeur de consigne. Ce comportement se traduit par un mauvais asservissement et ne peut être atténué que par des valeurs correspondantes des paramètres de régulation. Pour des paramètres de régulation correspondants, on aura de nouveau un mauvais comportement d'asservissement.

Selon l'invention, il est prévu d'atténuer considérablement cet effet par les filtres de valeurs de consigne 210 et 310. Pour cela, on adapte à l'aide des filtres de valeurs de consigne 210, 310, l'évolution de la valeur de consigne aux chemins de régulation et/ou à la dynamique de l'actionneur. Pour cela, on filtre la valeur de consigne pour avoir le même comportement chronologique ou du moins un comportement analogue à celui de l'actionneur et/ou à l'ensemble du chemin de régulation. Si l'actionneur a par exemple un comportement PT1, on utilisera un filtre à caractéristique PT1. Cela diminue de manière significative la surface nécessaire à la composante I. Le régulateur peut ainsi avoir une partie KI plus importante car on évite le développement non voulu de la partie I. Selon l'invention, on réalise les filtres de valeurs de consi- gne 210 et 310 pour avoir une adaptation dynamique des valeurs de con- signe au comportement du chemin. A partir de ce tracé adapté des valeurs de consigne on calcule une surface de consigne effectivement traversée. Cette grandeur est utilisée à la fois pour le calcul des valeurs de commande pilote par le modèle 230 et les modèles 235 et 335 ainsi que comme grandeurs de consigne pour la régulation 210 ou 320. Le calcul de la déviation de régulation simule la dynamique résiduelle non modélisée par exemple la dynamique d'actionneur pour cette grandeur de réglage par un élément de temps mort ou un élément à caractéristique PT1. Ainsi, le régulateur 220 ou 320 aura seulement à éliminer les imprécisions du modèle et les influences perturbatrices ce qui permet de le concevoir pour travailler rapidement.

Si dans le cas d'un régulateur ayant au moins un comportement intégral on rencontre des déviations de régulation importantes, cela se traduit pour les paramètres de régulation nécessaires pour un bon comportement dynamique, par des valeurs trop importantes de la partie intégrale. Ces valeurs importantes produisent des sur-oscillations vers le haut ou vers le bas. Ce comportement n'est pas souhaitable. Si l'on choisit des valeurs appropriées pour les paramètres de régulation pour lesquels on ne risque pas de sur-oscillations, on aura un mauvais comportement dynamique c'est-à-dire que la valeur réelle n'atteindra que très lentement la valeur de consigne.

Pour éviter cela, dans un mode de réalisation particulière- ment avantageux, il est prévu de limiter l'amplitude de la déviation de régulation. En d'autres termes, au point de combinaison 205 et/ou au point de combinaison 305, on limite le signal appliqué à l'aide d'un limiteur à une valeur maximale autorisée.

Claims (9)

REVENDICATIONS

1 ) Procédé de commande d'un moteur à combustion interne comportant un premier actionneur pour influencer le flux massique d'air frais alimentant le moteur, un second actionneur pour influencer le flux massique de recyclage des gaz d'échappement, caractérisé en ce qu' - on prédéfinit une première grandeur de réglage pour le premier actionneur à partir d'une comparaison entre une première valeur de consigne et une première valeur réelle du débit massique d'air frais, et - partant d'une comparaison entre une seconde valeur de consigne et une seconde valeur réelle du débit massique de gaz d'échappement, on prédéfinit une seconde grandeur de réglage pour le second actionneur.

2 ) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu' on superpose une valeur de commande pilote à la première grandeur de réglage.

3 ) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu' on superpose une seconde valeur de commande pilote à la seconde grandeur de réglage.

4 ) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu' on adapte la première et/ou la seconde valeur de consigne au comporte-ment chronologique du circuit de régulation.

5 ) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que partant au moins de la première et/ou de la seconde valeur de consigne on prédéfinit la première et/ou seconde valeur de commande pilote.

6 ) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu' on prédéfinit la première et/ou la seconde valeur de commande pilote à l'aide d'un premier modèle.

7 ) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu' on prédéfinit la première et/ou seconde valeur réelle à l'aide d'un second modèle.

8 ) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le premier modèle contient au moins un modèle partiel pour un point de mélange et/ou pour l'actionneur.

9 ) Dispositif de commande d'un moteur à combustion interne comportant un premier actionneur pour influencer le flux massique d'air frais fourni au moteur à combustion interne, un second actionneur pour influencer le flux massique de gaz d'échappement recyclé, caractérisé par des premiers moyens qui partant d'une comparaison entre une première valeur de consigne et une première valeur réelle pour le flux massique d'air frais prédéfinissent une première grandeur de réglage pour le premier actionneur, et qui partant d'une comparaison entre une seconde valeur de consigne et une seconde valeur réelle du flux massique de gaz d'échappement, prédéfinissent une seconde grandeur de réglage pour le second actionneur.