On connaît aussi des phases de fonctionnement dans lesquelles il estOperating phases are also known in which it is
intéressant de moduler le couple moteur, pour éviter les à-coups, sans altérer la charge du turbo, comme par exemple une phase de décollage (phase où le véhicule passe d'un état arrêté à un état en mouvement), ou d'accélération du véhicule : le but est de préserver l'agrément de conduite, tout en conservant un bon potentiel d'accélération. Et on connaît des phases spécifiques de roulage sportif, pendant lesquelles des levers de pied brefs alternent avec des demandes d'accélérations importantes. Or, réduire le couple moteur, même de manière transitoire, revient à io faire chuter le régime du turbocompresseur donc à générer un temps de réponse sensible lors de la remise du couple. En outre, dans certaines des phases de fonctionnement précitées, pour diminuer le couple, il est nécessaire de réaliser une diminution de la quantité de carburant, ce qui est préjudiciable à la dynamique de montée en 15 charge de la suralimentation. L'invention se propose donc notamment de résoudre ce problème de temps de réponse du turbocompresseur lors d'un passage d'un couple faible à un couple élevé. A cette fin, dans l'invention, on assure un découplage entre la gestion 20 du couple moteur et le niveau de suralimentation généré par le turbocompresseur. Plus précisément, on dissocie le couple moteur de la puissance fournie au turbocompresseur en dégradant le rendement de combustion du moteur. Il est ainsi possible de maintenir le débit d'air à un niveau élevé pendant les phases où le couple demandé est faible. 25 Dans ce cadre, l'injection de carburant est maintenue, mais est effectuée en fort retard par rapport au calage nominal, c'est-à-dire par rapport à une avance à l'injection nominale où le rendement de combustion du moteur est optimal. Ce fort retard dans l'injection du carburant a pour effet de maximiser l'enthalpie des gaz d'échappement en sortie du moteur, tout en 30 respectant le niveau de couple faible requis. L'énergie récupérée par la turbine s'en trouve fortement augmentée et permet de maintenir la suralimentation du moteur à un niveau élevé. Il en résulte un plus grand débit d'air admis, et, par conséquent, la capacité à injecter plus de carburant à chaque cycle moteur, car on s'éloigne des limites imposées par les émissions de fumée et les contraintes thermiques sur le moteur. On obtient ainsi une réserve de couple qui dynamise le véhicule au moment de sa reprise, grâce à deux effets : - une plus grande quantité de carburant, injectée avec une avance appropriée, permet de générer quasi-instantanément plus de couple, - un temps de réponse du turbo considérablement raccourci, puisque celui-ci fonctionne déjà à un régime élevé au moment de la remise de couple, et possède donc une excellente capacité à se relancer. io L'invention concerne donc un procédé pour générer une réserve de couple sur un moteur turbo diesel, ce procédé mettant en oeuvre un moteur diesel muni d'au moins un cylindre, ce moteur comportant : - un injecteur de carburant assurant une injection de carburant à l'intérieur du cylindre afin de réaliser une combustion de ce carburant à 15 l'intérieur de ce cylindre suivant un rendement de combustion, et - un turbocompresseur assurant le forçage de l'air à l'intérieur du cylindre, caractérisé en ce qu'il comporte l'étape suivante : - dégrader le rendement de combustion du moteur pour assurer un 20 découplage entre la gestion du couple moteur et la gestion du débit d'air fourni par le turbocompresseur, cette dégradation du rendement permettant une diminution du couple moteur, tout en maintenant l'énergie récupérable par la turbine du turbocompresseur à un niveau élevé, de manière à conserver un débit d'air important. 25 L'invention concerne également un contrôleur d'un moteur turbo diesel commandant ce moteur pour générer une réserve de couple, le moteur diesel étant muni d'au moins un cylindre et comportant : - un injecteur de carburant assurant une injection de carburant à l'intérieur du cylindre afin de réaliser une combustion de ce carburant à 30 l'intérieur de ce cylindre suivant un rendement de combustion, et - un turbocompresseur assurant le forçage de l'air à l'intérieur du cylindre, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens pour dégrader le rendement de combustion du moteur afin d'assurer un découplage entre la 35 gestion du couple moteur et la gestion d'un débit du turbocompresseur, cette dégradation du rendement permettant une diminution du couple moteur, tout en maintenant l'énergie récupérable par la turbine du turbocompresseur à un niveau élevé, de manière à conserver un débit d'air important. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit et à l'examen des figures qui l'accompagnent. Celles-ci ne sont données qu'à titre illustratif mais nullement limitatif de l'invention. Ces figures montrent : - figure 1 : une représentation schématique d'un cylindre d'un moteur diesel à injection directe et turbocompresseur commandés par un contrôleur mettant en oeuvre le procédé selon l'invention ; io - figure 2 : une représentation schématique du contrôleur selon l'invention sous forme de blocs fonctionnels ; - figure 3 : des représentations graphiques de l'évolution temporelle de couples moteur et de débits d'air du turbocompresseur observables lorsque le procédé selon l'invention est mis en oeuvre et lorsqu'il ne l'est pas. 15 La figure 1 montre un cylindre 1 d'un moteur diesel turbo à injection directe dont le fonctionnement est commandé par un contrôleur 2 mettant en oeuvre le procédé selon l'invention. Ce cylindre 1 comporte un injecteur 7 qui injecte du carburant dans la chambre de combustion 6. Ce cylindre 1 comporte en outre une soupape d'admission 4 et une soupape 20 d'échappement 5 susceptibles de s'ouvrir et de se fermer. Un turbocompresseur 12 est relié à un conduit d'entrée 2.1 et à un conduit de sortie 2.2 du cylindre 1. Ce turbocompresseur 12 comporte un compresseur 13 et une turbine 14 reliés entre eux par un arbre 15, qui impose en permanence l'égalité des vitesses de rotation de ces deux 25 constituants. La turbine 14 est entraînée par le gaz refoulé par le cylindre 1 dans le conduit 2.2. Tandis que le compresseur 13 aspire de l'air ambiant préalablement filtré et le refoule dans le conduit 2.1, en multipliant sa pression dans un rapport compris entre 1 et 3 (ordres de grandeur). Le compresseur 13 augmente ainsi la quantité d'air admise à chaque cycle 30 moteur à l'intérieur de la chambre de combustion 6. Par ailleurs, une pompe 18 reliée d'une part à l'injecteur 7 et d'autre part à un réservoir 19 rempli de carburant, assure une alimentation en carburant de l'injecteur 7. Dans un premier temps du fonctionnement du moteur, lorsque le 35 piston 3 se trouve au voisinage du point mort bas PMB, l'air sortant du compresseur 13 pénètre dans le cylindre 1 via le conduit d'entrée 2.1. La soupape 4 est alors ouverte et la soupape 5 est fermée. Dans un deuxième temps, la soupape 4 se ferme et, lorsque le piston 3 monte, l'air est comprimé dans le cylindre 1. interesting to modulate the engine torque, to avoid jolts, without altering the load of the turbo, such as a takeoff phase (phase where the vehicle goes from a stopped state to a moving state), or acceleration of the vehicle: the goal is to preserve the pleasure of driving, while maintaining a good potential for acceleration. And we know specific phases of sporting driving, during which short foot lifts alternate with requests for significant accelerations. However, reducing the engine torque, even transiently, is to io reduce the turbocharger speed thus to generate a sensitive response time when the torque is reset. In addition, in some of the aforementioned operating phases, to reduce the torque, it is necessary to achieve a reduction in the amount of fuel, which is detrimental to the charging dynamics of the supercharging. The invention therefore proposes in particular to solve this problem of response time of the turbocharger during a transition from a low torque to a high torque. To this end, in the invention, decoupling is ensured between the management of the engine torque and the supercharging level generated by the turbocharger. More specifically, it dissociates the engine torque of the power supplied to the turbocharger by degrading the combustion efficiency of the engine. It is thus possible to maintain the air flow at a high level during the phases where the requested torque is low. In this context, the fuel injection is maintained, but is performed in a very long time compared to the nominal setting, that is to say with respect to a nominal injection advance where the combustion efficiency of the engine is optimal. This strong delay in fuel injection has the effect of maximizing the enthalpy of the exhaust gas at the engine outlet, while respecting the low level of torque required. The energy recovered by the turbine is greatly increased and keeps the engine boosting to a high level. This results in a greater airflow and, therefore, the ability to inject more fuel at each engine cycle, as one moves away from the limits imposed by smoke emissions and thermal stresses on the engine. This results in a reserve of torque that energizes the vehicle at the time of recovery, thanks to two effects: - a larger amount of fuel, injected with a suitable advance, generates almost instantaneously more torque, - a time of turbo response significantly shortened, since it already runs at a high speed at the moment of the torque reset, and therefore has an excellent ability to revive. The invention therefore relates to a method for generating a torque reserve on a turbo diesel engine, this method using a diesel engine equipped with at least one cylinder, this engine comprising: a fuel injector providing a fuel injection inside the cylinder in order to achieve a combustion of this fuel inside the cylinder according to a combustion efficiency, and - a turbocharger forcing the air inside the cylinder, characterized in that It comprises the following step: - degrade the combustion efficiency of the engine to ensure a decoupling between the management of the engine torque and the management of the air flow supplied by the turbocharger, this degradation of the efficiency allowing a reduction of the engine torque , while maintaining the recoverable energy by the turbocharger turbine to a high level, so as to maintain a high air flow. The invention also relates to a controller of a turbo diesel engine controlling this engine to generate a reserve of torque, the diesel engine being provided with at least one cylinder and comprising: a fuel injector providing a fuel injection to the engine; the interior of the cylinder in order to achieve a combustion of this fuel inside the cylinder according to a combustion efficiency, and - a turbocharger ensuring the forcing of the air inside the cylinder, characterized in that comprises means for degrading the combustion efficiency of the engine in order to ensure a decoupling between the management of the engine torque and the management of a turbocharger flow, this degradation of the efficiency allowing a reduction in the engine torque, while maintaining the engine torque. energy recoverable by the turbocharger turbine to a high level, so as to maintain a high air flow. The invention will be better understood on reading the description which follows and on examining the figures which accompany it. These are given for illustrative purposes only but not limiting of the invention. These figures show: FIG. 1: a schematic representation of a cylinder of a diesel engine with direct injection and turbocharger controlled by a controller implementing the method according to the invention; FIG. 2: a schematic representation of the controller according to the invention in the form of functional blocks; FIG. 3: graphical representations of the time evolution of engine torques and turbocharger air flows observable when the method according to the invention is implemented and when it is not. FIG. 1 shows a cylinder 1 of a direct injection turbo diesel engine whose operation is controlled by a controller 2 implementing the method according to the invention. This cylinder 1 comprises an injector 7 which injects fuel into the combustion chamber 6. This cylinder 1 further comprises an intake valve 4 and an exhaust valve 5 capable of opening and closing. A turbocharger 12 is connected to an inlet duct 2.1 and to an outlet duct 2.2 of the cylinder 1. This turbocharger 12 comprises a compressor 13 and a turbine 14 interconnected by a shaft 15, which permanently imposes the equality of rotational speeds of these two components. The turbine 14 is driven by the gas discharged by the cylinder 1 into the duct 2.2. While the compressor 13 draws ambient air previously filtered and the represses in the conduit 2.1, multiplying its pressure in a ratio between 1 and 3 (orders of magnitude). The compressor 13 thus increases the amount of air admitted at each engine cycle inside the combustion chamber 6. Furthermore, a pump 18 connected on the one hand to the injector 7 and on the other hand to a reservoir 19 filled with fuel, ensures a fuel supply of the injector 7. In the first stage of operation of the engine, when the piston 3 is in the vicinity of the bottom dead center PMB, the air leaving the compressor 13 enters the cylinder 1 via the inlet duct 2.1. The valve 4 is then opened and the valve 5 is closed. In a second step, the valve 4 closes and, when the piston 3 rises, the air is compressed in the cylinder 1.
Dans un troisième temps, lorsque le piston 3 est au voisinage de son point mort haut PMH, du carburant est injecté à haute pression dans la chambre de combustion 6 du cylindre à l'aide de l'injecteur 7. Lorsque le carburant entre au contact de l'air comprimé surchauffé, il se produit une combustion de ce carburant, qui génère une surpression sur le piston 3, io ayant tendance à le repousser vers le bas. Le piston 3 entraîne ainsi en rotation l'ensemble bielle manivelle 8, conduisant à la génération du couple Cmot, vu comme la résultante du couple (positif) fourni par la combustion, et des couples (négatifs) générés par les frottements internes et le transvasement des gaz à travers le moteur. 15 Enfin, dans un quatrième temps, lorsque le piston 3 repasse par son point mort bas PMH, la soupape 5 s'ouvre et les gaz issus de la combustion du carburant sont évacués par le conduit de sortie 2.2. Ces gaz d'échappement sont caractérisés par une pression et une température importantes, directement liées au débit et au calage de 20 l'injection précédemment réalisée. Ils sont partiellement détendus dans la turbine 14, qui convertit cette détente en puissance mécanique transmise au compresseur 13 par l'intermédiaire de l'arbre 15 : cette puissance détermine donc directement le potentiel de suralimentation du moteur par le compresseur 13, à chaque instant. Cette relation est liée à l'invention 25 exposée ici. Le contrôleur 2 commande l'injection de carburant et le débit d'air du turbocompresseur 12 en fonction d'une volonté d'accélération du conducteur. A cet effet, le contrôleur 2 reçoit à ses entrées El-EN un signal issu d'une pédale 16 d'accélérateur et des signaux issus de capteurs (non représentés) 30 mesurant notamment le régime de rotation du moteur, la vitesse du véhicule, le débit, la pression et la température d'air à l'intérieur du conduit 2.1. Un signal d'entrée lié au contrôle d'une boite de vitesses 21 est aussi appliqué en entrée du contrôleur 2. En fonction de ces signaux d'entrée, le contrôleur 2 émet à ses sorties 35 S1-SN des signaux à destination des différents éléments commandables du moteur. Plus précisément, le contrôleur 2 émet un signal à destination de la pompe 18. Ce signal commande la pression et le débit du carburant délivré aux injecteurs. Un signal est également émis à destination de l'injecteur 7 pour commander l'avance et la durée d'injection. In a third step, when the piston 3 is in the vicinity of its top dead center TMP, fuel is injected at high pressure into the combustion chamber 6 of the cylinder using the injector 7. When the fuel comes into contact superheated compressed air, combustion of this fuel occurs, which generates an overpressure on the piston 3, having a tendency to push it down. The piston 3 thus rotates the crank link assembly 8, leading to the generation of the torque Cmot, seen as the resultant of the (positive) torque provided by the combustion, and (negative) pairs generated by the internal friction and the transfer gases through the engine. Finally, in a fourth step, when the piston 3 returns to its bottom dead center TMP, the valve 5 opens and the gases from the combustion of the fuel are discharged through the outlet conduit 2.2. These exhaust gases are characterized by a high pressure and a temperature, directly related to the flow rate and the setting of the injection previously carried out. They are partially relaxed in the turbine 14, which converts this expansion mechanical power transmitted to the compressor 13 through the shaft 15: this power therefore directly determines the supercharging potential of the motor by the compressor 13, at any time. This relationship is related to the invention disclosed herein. The controller 2 controls the fuel injection and the air flow of the turbocharger 12 according to a desire of acceleration of the driver. For this purpose, the controller 2 receives at its inputs El-EN a signal from a pedal 16 accelerator and signals from sensors (not shown) 30 including measuring the engine rotation speed, the speed of the vehicle, the flow, pressure and temperature of the air inside the duct 2.1. An input signal related to the control of a gearbox 21 is also applied to the input of the controller 2. As a function of these input signals, the controller 2 transmits at its outputs 35 S1-SN signals to the different controllable elements of the engine. More specifically, the controller 2 sends a signal to the pump 18. This signal controls the pressure and the flow of the fuel delivered to the injectors. A signal is also sent to the injector 7 to control the advance and the duration of injection.
En outre, un signal émis à destination du turbocompresseur 12, permet de contrôler la pression et le débit de l'air comprimé par le compresseur 13, via une vanne de by-pass interne à la turbine 14, modulant la puissance récupérée par celle-ci à partir de la détente des gaz d'échappement. io Dans une mise en oeuvre, lorsque le contrôleur 2 détecte une phase de diminution de couple suivie d'une phase de reprise, il contrôle la pompe 18 et l'injecteur 7 par l'intermédiaire de stratégies spécifiques faisant appel à des réglages cartographiés, de manière que l'avance à l'injection soit diminuée par rapport à l'avance à l'injection nominale, et que la quantité de 15 carburant soit maintenue à une quantité proche de celle correspondant au couple demandé par le conducteur. Une telle opération a pour effet d'augmenter l'entropie des gaz d'échappement du moteur, et par conséquent, l'énergie récupérée par la turbine 14, directement exploitée par le compresseur 13 pour maintenir le débit d'air à un niveau suffisant. 20 La figure 2 montre une représentation schématique du contrôleur 2 selon l'invention représenté sous forme de blocs fonctionnels 30-36. Ces blocs fonctionnels 30-36 sont des programmes exécutés par une unité de calcul du contrôleur 2. Ces programmes commandent les différents actionneurs mis en oeuvre dans le cadre de l'invention. 25 Le contrôleur 2 calcule une quantité de carburant à injecter 33 ainsi qu'une avance à l'injection 36, en fonction d'objectifs de couple moteur fournis par des blocs d'entrée 26 et 27. Les valeurs calculées par le contrôleur 2 sont transmises à des blocs 28 et 29 qui gèrent le turbo et l'injection du moteur. Ici, l'injection du moteur est une injection directe simple. 30 Toutefois, le cas des injections multiples et des injections indirectes peut facilement se ramener à ce qui est décrit ici. Plus précisément, les blocs 26 et 27 participent respectivement au contrôle du moteur et de la boite de vitesses 21, quand celle-ci est elle-même pilotée électroniquement. A cet effet, le bloc 26 calcule l'objectif de 35 couple issu de la volonté du conducteur, tandis que le bloc 27 calcule l'objectif de couple issu de la commande de la boite de vitesses 21, qui est utilisé lors de chaque changement de rapport pour optimiser l'agrément de conduite. Ces blocs 26 et 27 transmettent respectivement ces valeurs de couples aux blocs 30 et 31, via les entrées El-EN du contrôleur 2. In addition, a signal sent to the turbocharger 12 makes it possible to control the pressure and the flow rate of the compressed air by the compressor 13, via a bypass valve internal to the turbine 14, modulating the power recovered by the latter. from the exhaust gas expansion. In an implementation, when the controller 2 detects a torque reduction phase followed by a recovery phase, it controls the pump 18 and the injector 7 by means of specific strategies using mapped settings, such that the injection feedrate is decreased relative to the nominal injection feedrate, and the fuel quantity is maintained at a quantity close to that corresponding to the torque demanded by the driver. Such an operation has the effect of increasing the entropy of the engine exhaust gas, and therefore the energy recovered by the turbine 14, directly exploited by the compressor 13 to maintain the air flow at a sufficient level. . FIG. 2 shows a schematic representation of the controller 2 according to the invention shown in the form of functional blocks 30-36. These functional blocks 30-36 are programs executed by a calculation unit of the controller 2. These programs control the various actuators used in the context of the invention. The controller 2 calculates a fuel injection quantity 33 as well as an injection advance 36, as a function of engine torque targets provided by input blocks 26 and 27. The values calculated by the controller 2 are transmitted to blocks 28 and 29 which manage the turbo and the injection of the engine. Here, the injection of the engine is a simple direct injection. However, the case of multiple injections and indirect injections can easily be reduced to what is described here. More specifically, the blocks 26 and 27 respectively participate in the control of the engine and the gearbox 21, when it is itself electronically controlled. For this purpose, the block 26 calculates the torque objective resulting from the driver's will, while the block 27 calculates the torque objective resulting from the control of the gearbox 21, which is used during each change. report to optimize driving pleasure. These blocks 26 and 27 respectively transmit these torque values to the blocks 30 and 31 via the inputs El-EN of the controller 2.
Le bloc 30 calcule une quantité de carburant de base injectable, directement liée à la volonté de couple du conducteur, dans l'hypothèse d'une avance à l'injection nominale où le rendement est optimal. A cet effet, une fonction de pondération tenant compte d'une dégradation d'avance permet de lisser les évolutions de cette quantité de carburant lors de io l'activation et de la désactivation de la réserve de couple. Cette dégradation d'avance issue du bloc 34 correspond à la différence entre l'avance à l'injection à appliquer pour réaliser le couple demandé par la boite, et l'avance à l'injection nominale. La quantité de carburant calculée à partir de la fonction de pondération est exprimée en unité de masse par coup (ou 15 injection). Le résultat 30.1 du bloc 30 est transmis aux blocs 31 et 32. Le bloc 32 a pour but de limiter la quantité de carburant à injecter, afin de respecter des contraintes classiques liées à la tenue mécanique du moteur et aux émissions de particules, telles que la température des gaz d'échappement en entrée de la turbine 14, le flux thermique aux parois, la 20 dilution de carburant et de carbone dans l'huile, l'opacité des gaz d'échappement... A cette fin, le bloc 32 met en oeuvre plusieurs cartographies prenant en compte le régime moteur, le débit d'air, la richesse du mélange, la durée d'injection et la dégradation de rendement de combustion calculés pour l'injection précédente. Le bloc 32 calcule ainsi une 25 quantité de carburant maximale à ne pas dépasser lors de l'injection à venir et transmet la valeur de cette quantité de carburant au bloc 33. Le bloc 33 calcule alors la quantité de carburant à injecter en retenant la valeur minimale entre les résultats transmis par les blocs 30 et 32. En outre, à partir de la mesure du débit d'air admis par le moteur, le bloc 33 30 fournit un objectif de richesse qui correspond au rapport entre les débits d'air admis et de carburant injecté. Par ailleurs, le bloc 31 reçoit la valeur de l'objectif de couple de la boîte de vitesses issu de 27, ainsi que la valeur 30.1 de carburant à injecter pour un couple souhaité par le conducteur. A partir de ces valeurs, le bloc 31 35 calcule le taux de dégradation de couple à réaliser à partir du couple issu de 26 et du couple issu de 27. En fonction de ce taux, et de l'objectif de richesse calculé par le bloc 33, le bloc fonctionnel 31 interpole la dégradation d'avance précitée dans une cartographie 2D dédiée. Pour supprimer des effets du couplage entre les calculs de la quantité de carburant injectée et de l'avance à l'injection, un filtre passe bas est appliqué à la dégradation d'avance. Ainsi, la dégradation d'avance possède une évolution lente devant celle de la quantité de carburant injectée. En sortie de ce filtre, on obtient la valeur de la dégradation d'avance 31.1 qui est transmise aux blocs 30 et 34. io Le bloc 34 limite la dégradation d'avance pour éviter le dépassement de critères de tenue mécanique du moteur et d'émissions de particules. A cette fin, ce bloc 34 met en oeuvre des cartographies tenant compte du régime moteur, de la quantité injectée, et de la richesse, et opère une correction sur la dégradation d'avance en tenant compte d'une durée 15 d'injection. Ce bloc 34 sélectionne alors la valeur maximale entre la dégradation d'avance issue du bloc 33 et la dégradation d'avance qui vient d'être calculée. Par convention, la dégradation est positive quand on retarde l'injection par rapport au moment où le piston est en position haute. Le bloc 34 calcule ainsi une dégradation d'avance limitée et transmet sa valeur 34.1 20 aux blocs 32 et 35. Le bloc 35 fournit une avance à l'injection applicable à partir de la dégradation d'avance calculée par 34. A cet effet, on ajoute la dégradation d'avance issue de 34 à l'avance à l'injection nominale. Cette avance nominale est l'avance optimale d'un point de vue du rendement de 25 combustion, et est cartographiée à partir du régime moteur, de la quantité injectée, et corrigée en fonction de la pression du carburant, pour tenir compte d'une dépendance à un taux d'introduction. Le résultat 35.1 issu du bloc 35 est donc l'avance à l'injection principale qui est transmise au bloc 36. Le bloc 36 gère l'application de cette avance à l'injection principale 30 lors du cycle moteur suivant. A cet effet, le bloc 36 transmet la valeur de l'avance principale au bloc 28 via les sorties S1-SN du contrôleur 2. Tandis que le bloc 33 transmet à ce bloc 28 la quantité de carburant à injecter. Dans le même temps, le contrôle du débit d'air par le pilotage du turbocompresseur est assuré par le bloc 29. The block 30 calculates a quantity of injectable base fuel, directly related to the torque will of the driver, assuming a nominal injection advance where the efficiency is optimal. For this purpose, a weighting function taking into account a degradation of advance makes it possible to smooth the evolutions of this quantity of fuel during the activation and the deactivation of the torque reserve. This degradation of advance from the block 34 corresponds to the difference between the injection advance to be applied to achieve the torque required by the box, and the advance to the nominal injection. The amount of fuel calculated from the weighting function is expressed in units of mass per shot (or injection). The result 30.1 of the block 30 is transmitted to the blocks 31 and 32. The block 32 aims to limit the amount of fuel to be injected, in order to meet conventional constraints related to the mechanical strength of the engine and particulate emissions, such as the temperature of the exhaust gas at the inlet of the turbine 14, the thermal flux at the walls, the dilution of fuel and carbon in the oil, the opacity of the exhaust gases, etc. For this purpose, the block 32 implements several maps taking into account the engine speed, the air flow rate, the richness of the mixture, the injection duration and the combustion efficiency degradation calculated for the previous injection. Block 32 thus calculates a maximum amount of fuel that must not be exceeded during the next injection and transmits the value of this quantity of fuel to block 33. Block 33 then calculates the quantity of fuel to be injected, retaining the value between the results transmitted by the blocks 30 and 32. In addition, from the measurement of the air flow admitted by the engine, the block 33 30 provides a wealth objective which corresponds to the ratio between the intake air flow rates. and injected fuel. Furthermore, the block 31 receives the value of the torque objective of the gearbox from 27, and the value 30.1 of fuel to be injected for a torque desired by the driver. From these values, the block 31 calculates the rate of torque degradation to be made from the torque from 26 and the torque from 27. As a function of this rate, and the wealth objective calculated by the block 33, the function block 31 interpolates the aforementioned advance degradation in a dedicated 2D mapping. To remove the effects of the coupling between calculations of the quantity of fuel injected and the injection advance, a low pass filter is applied to the degradation of advance. Thus, the advance deterioration has a slow evolution compared to that of the quantity of fuel injected. At the output of this filter, the value of the advance degradation 31.1 which is transmitted to the blocks 30 and 34 is obtained. The block 34 limits the degradation of advance in order to avoid the exceeding of the criteria of mechanical strength of the motor and of particulate emissions. To this end, this block 34 implements mappings taking into account the engine speed, the quantity injected, and the richness, and makes a correction on the advance degradation taking into account a duration of injection. This block 34 then selects the maximum value between the advance degradation from the block 33 and the advance degradation that has just been calculated. By convention, the degradation is positive when one delays the injection compared to the moment when the piston is in high position. The block 34 thus calculates a limited advance degradation and transmits its value 34.1 to the blocks 32 and 35. The block 35 provides an injection advance applicable from the advance degradation calculated by 34. For this purpose, the advance degradation from 34 in advance is added to the nominal injection. This nominal advance is the optimum advance from a combustion efficiency point of view, and is mapped from the engine speed, the injected amount, and corrected for fuel pressure, to account for dependence on an introductory rate. The result 35.1 from the block 35 is the advance to the main injection which is transmitted to the block 36. The block 36 manages the application of this advance to the main injection 30 during the next engine cycle. For this purpose, the block 36 transmits the value of the main feed to the block 28 via the outputs S1-SN of the controller 2. While the block 33 transmits to this block 28 the quantity of fuel to be injected. At the same time, the control of the air flow by driving the turbocharger is provided by the block 29.
Les blocs 28 et 29 doivent être vus comme les étages de commande physiques respectivement des injecteurs et du turbocompresseur. Dans une mise en oeuvre de l'invention, pour gérer les interdépendances entre les différents blocs fonctionnels, les calculs réalisés par les blocs 26 et 27 sont réalisés en premier. Les blocs 30, 32, et 33 fournissent ensuite les objectifs de richesse et de quantité de carburant injectée. Les blocs 31, 34, 35 et 36 fournissent la dégradation de couple visée, et l'avance à l'injection principale à appliquer. Toutefois, les calculs pourraient être réalisés dans un ordre différent. io La figure 3 montre des représentations graphiques d'évolutions temporelles de couples et de débits d'air du turbocompresseur pendant un changement de rapport avec une boite de vitesses manuelle lorsque le procédé selon l'invention est mis en oeuvre et lorsqu'il ne l'est pas. Ainsi, la courbe Cobj représente le couple moteur à respecter pour 15 que les prestations visées soient atteintes pendant le régime transitoire de changement de vitesse. La courbe Cpot représente le couple moteur réalisable pour un débit d'air donné, en supposant que l'injection de carburant est pilotée de manière à approcher le mieux possible les critères de tenue mécanique du moteur, 20 d'émission de particules, et de bruit. La mise en oeuvre de l'invention se fait dans des phases où le couple est dans un premier temps fortement réduit, pour être à nouveau augmenté quelques dixièmes de seconde plus tard. Les grandeurs décrites ci-dessous décomposent ces évolutions suivant qu'elles sont obtenues par une 25 modification du débit de carburant injecté ou par une modification de l'avance à l'injection. La courbe Cnom représente l'évolution du couple moteur potentiel Cpot suite à une diminution de la quantité de carburant, tout en conservant l'avance à l'injection optimale, du point de vue du rendement de combustion, 30 et dans le respect des contraintes moteur (tenue, bruit, vibrations, émissions). Cette évolution est représentée par les flèches 43. La courbe Cobj est la résultante de la dégradation de couple appliquée à Cnom, par la réduction d'avance à l'injection dont le calcul est détaillé plus haut. Cette dégradation de couple est représentée par les 35 flèches 44. Blocks 28 and 29 should be seen as the physical control stages respectively of the injectors and the turbocharger. In one implementation of the invention, to manage the interdependencies between the different functional blocks, the calculations carried out by the blocks 26 and 27 are carried out first. Blocks 30, 32, and 33 then provide the objectives of richness and amount of fuel injected. Blocks 31, 34, 35 and 36 provide the target torque degradation, and the lead injection advance to be applied. However, the calculations could be done in a different order. FIG. 3 shows graphical representations of temporal changes in turbocharger torques and air flows during a gear change with a manual gearbox when the method according to the invention is implemented and when 'is not. Thus, the curve Cobj represents the engine torque to be respected for 15 the targeted benefits are reached during the transitional regime of shifting. The Cpot curve represents the achievable motor torque for a given airflow, assuming that the fuel injection is controlled so as to approach as far as possible the criteria of mechanical strength of the engine, of particle emission, and of noise. The implementation of the invention is in phases where the torque is initially greatly reduced, to be increased again a few tenths of a second later. The quantities described below break down these evolutions according to whether they are obtained by a modification of the injected fuel flow rate or by a modification of the injection advance. The curve Cnom represents the evolution of the potential engine torque Cpot following a decrease in the quantity of fuel, while maintaining the advance to the optimum injection, from the point of view of the combustion efficiency, and in compliance with the constraints. motor (withstand, noise, vibrations, emissions). This evolution is represented by the arrows 43. The curve Cobj is the result of the degradation of torque applied to Cnom, by the reduction in injection advance whose calculation is detailed above. This torque degradation is represented by the arrows 44.
La différence entre Cpot et Cobj matérialise la réserve de couple dont cette invention fait l'objet. En effet, dans les situations où cette invention est mise en oeuvre, il est en permanence possible de passer du couple Cobj au couple Cpot de manière quasi-instantanée, en adaptant le débit et l'avance à l'injection. La courbe Csr représente le couple moteur réalisé, dans la même phase transitoire, sans stratégie de réserve de couple, c'est à dire lorsque le procédé selon l'invention n'est pas mis en oeuvre. Les courbes Qsr et Qr représentent les débits d'air du io turbocompresseur, respectivement lorsque le procédé selon l'invention est mis en oeuvre et lorsqu'il ne l'est pas. Plus précisément, une phase A, qui se situe entre les instants tO et t1, représente une phase d'accélération, de décélération ou de roulage en stabilisé. Dans cette phase qui détermine les conditions initiales de 15 fonctionnement du moteur, le couple Cpot possède une valeur initiale C2, tandis que les autres couples possèdent une valeur initiale Cl toujours inférieure ou égale à C2. Une phase B, qui se situe entre les instants t1 et t2, correspond à la phase pendant laquelle le couple moteur est réduit afin de réaliser un 20 changement de vitesse. Dans cette phase B, le couple Cobj diminue de manière rapide afin d'atteindre une valeur de couple négative globalement constante, nécessaire à l'opération de changement de rapport de vitesse. Le couple Cpot évolue en fonction de la variation du débit d'air. Afin 25 de dynamiser la remise de couple, Cpot tire parti du débit d'air augmenté Qr par l'effet de la fonction de réserve de couple selon l'invention. Le passage de Cpot à Cnom, puis à Cobj par diminution de la quantité de carburant et par sous-calage de la combustion permet d'obtenir une forte augmentation de l'enthalpie des gaz d'échappement, génératrice d'un 30 surcroît de puissance récupérée par la turbine. Cette puissance est directement mise en oeuvre par le compresseur qui génère donc un fort débit d'air Qr, qui sera mis à profit dès le début de phase de remise de couple. La phase C, qui se situe après t2, est la phase de remise de couple, dans laquelle la réserve de couple est progressivement consommée pour 35 respecter l'objectif de couple Cobj, en tirant partie du débit d'air élevé Qr. The difference between Cpot and Cobj materializes the reserve of torque of which this invention is the object. Indeed, in the situations where this invention is implemented, it is permanently possible to change the torque Cobj torque Cpot almost instantaneously, adjusting the flow rate and advance injection. The curve Csr represents the engine torque produced, in the same transient phase, without torque reserve strategy, that is to say when the method according to the invention is not implemented. The curves Qsr and Qr represent the air flow rates of the turbocharger, respectively when the process according to the invention is implemented and when it is not. More precisely, a phase A, which is located between times t0 and t1, represents a phase of acceleration, deceleration or rolling in stabilized mode. In this phase which determines the initial operating conditions of the motor, the torque Cpot has an initial value C2, while the other pairs have an initial value C1 always less than or equal to C2. A phase B, which is between times t1 and t2, corresponds to the phase during which the engine torque is reduced in order to achieve a gear change. In this phase B, the torque Cobj decreases rapidly in order to reach a globally constant negative torque value necessary for the gearshift operation. The Cpot torque changes according to the variation of the air flow. In order to boost torque delivery, Cpot takes advantage of the increased airflow Qr by the effect of the torque reserve function according to the invention. The passage from Cpot to Cnom, then to Cobj by reducing the amount of fuel and by sub-staggering of the combustion makes it possible to obtain a large increase in the enthalpy of the exhaust gases, generating an increase in power. recovered by the turbine. This power is directly implemented by the compressor which therefore generates a high air flow Qr, which will be used from the beginning of the torque reset phase. Phase C, which is after t2, is the torque reset phase, in which the torque reserve is gradually consumed to respect the target torque Cobj, taking advantage of the high airflow Qr.
Dans cette opération, l'avance à l'injection est progressivement ramenée à sa valeur nominale en fonction d'un écart entre le couple moteur observable et le couple objectif Cobj. En même temps, la quantité de carburant est augmentée de manière à satisfaire le besoin en couple moteur instantané. In this operation, the injection advance is gradually reduced to its nominal value as a function of a difference between the observable motor torque and the target torque Cobj. At the same time, the amount of fuel is increased to meet the need for instant engine torque.
La courbe du couple moteur observable lorsque l'invention est mise en oeuvre se confond ainsi quasiment avec la courbe Cobj. Dans une mise en oeuvre, pour maximiser la dynamique du transitoire en phase C, il est possible de commencer par augmenter la quantité de carburant à iso calage (c'est-à-dire avec une avance à injection nominale), io de manière à accroître l'enthalpie des gaz d'échappement, tout en augmentant le couple. La réponse de la suralimentation est alors très rapide. En comparaison, la courbe Csr pour laquelle il n'y a pas de réserve de couple suit la courbe Cobj pendant la phase B. Toutefois, comme Csr représente le couple moteur réalisable avec un débit d'air entièrement lié à 15 l'évolution du couple Cobj, Csr ne peut pas respecter le couple objectif pendant tout le début de la phase C. Par ailleurs, la courbe Qsr subit une chute de débit liée à la forte réduction (voire à l'annulation) de la quantité de carburant pendant la phase B, pendant laquelle le couple requis est réduit. The curve of the observable motor torque when the invention is implemented is thus almost identical with the curve Cobj. In one implementation, to maximize the momentum of the C-phase transient, it is possible to start by increasing the amount of idling fuel (i.e. with a nominal injection feedrate), so as to increase exhaust gas enthalpy while increasing torque. The response of the supercharging is then very fast. In comparison, the curve Csr for which there is no torque reserve follows the Cobj curve during phase B. However, since Csr represents the achievable motor torque with an air flow entirely related to the evolution of the Cobj pair, Csr can not respect the objective torque during the whole beginning of phase C. Moreover, the Qsr curve undergoes a drop in flow linked to the strong reduction (or even the cancellation) of the quantity of fuel during the phase B, during which the required torque is reduced.
20 En revanche, avec l'invention, le débit d'air Qr est maintenu à un niveau élevé par rapport à Qsr, grâce à la fonction de réserve de couple. Et en l'exploitant au moment de la reprise de couple de phase C, le moteur peut générer un couple qui suit la courbe Cobj. En variante, il est possible de mettre en oeuvre le procédé selon 25 l'invention avec une phase initiale A où le couple moteur est négatif, l'injection de carburant pouvant même être coupée durant cette phase.By contrast, with the invention, the air flow rate Qr is maintained at a high level with respect to Qsr, thanks to the torque reserve function. And by exploiting it at the moment of phase C torque recovery, the motor can generate a torque that follows the Cobj curve. Alternatively, it is possible to implement the method according to the invention with an initial phase A where the engine torque is negative, the fuel injection can even be cut during this phase.